基于DSP的磁懸浮盤(pán)片控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、在一千多年前人們開(kāi)始了對(duì)磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用，從19世紀(jì)開(kāi)始磁場(chǎng)的特殊性能引起人們的重視，對(duì)磁場(chǎng)的應(yīng)用和研究達(dá)到高潮。但是磁場(chǎng)的作用機(jī)理是一個(gè)非常復(fù)雜的自然現(xiàn)象，人們對(duì)其認(rèn)識(shí)還有待深入。 磁懸浮支承技術(shù)在設(shè)備向小型、微型化方向發(fā)展時(shí)，對(duì)空間的要求越來(lái)越緊湊，因此希望磁懸浮支承所占有的空間越小越好。如磁懸浮心臟泵安放在病人體內(nèi)時(shí)要求盡量小以減輕痛苦、硬盤(pán)體積要求越來(lái)越小以適應(yīng)電腦小型化高密度方向的發(fā)展等等。以兩個(gè)徑向磁力軸承和一個(gè)軸向

2、磁力軸承為特征的傳統(tǒng)磁懸浮支承結(jié)構(gòu)不易實(shí)現(xiàn)小型化方向的發(fā)展；同時(shí)對(duì)于盤(pán)狀磁懸浮轉(zhuǎn)子的支承，如果采用傳統(tǒng)磁懸浮支承結(jié)構(gòu)，還需加輔助的機(jī)械支承結(jié)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子定位，這不利于小型化趨勢(shì)。另外對(duì)于普通的磁懸浮轉(zhuǎn)子，也希望其磁懸浮支承結(jié)構(gòu)和控制結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)化。本文以磁懸浮盤(pán)片為研究對(duì)象，開(kāi)展了基于DSP的磁懸浮盤(pán)片的數(shù)字控制系統(tǒng)的研究，建立了先進(jìn)的硬件研究平臺(tái)，并對(duì)傳統(tǒng)PID算法和基于模式識(shí)別的多模態(tài)控制進(jìn)行了研究。 本文基于控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模

3、型，提出了適合本控制對(duì)象的磁懸浮盤(pán)片數(shù)字控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，以TMS320C6713為核心處理器，設(shè)計(jì)了控制器的硬件電路并進(jìn)行優(yōu)化，包括使用抗混疊濾波器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波，提高了輸入信號(hào)的精確性，設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換電路對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行無(wú)相位差采集等。基于分散式控制思想，在磁懸浮盤(pán)片控制系統(tǒng)中應(yīng)用了傳統(tǒng)的PID算法，并根據(jù)磁懸浮盤(pán)片的實(shí)際要求提出了基于模式識(shí)別的多模態(tài)控制算法，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的較好控制。 最后本文利用MATLAB進(jìn)行了仿真