交流混合型磁非线性分析控制仪表
时间：2022/09/19 18:40:17 编辑：
交流混合型磁非线性分析
交流混合型磁非线性分析 2012： 由式(3)可知，悬浮力Fi与磁通量(气隙)的二次方成正比，而控制电流和位移又决定气隙处磁通量的大小，由此Fi事实上只与xY和ix，iy，有关。图7(a)、图8(a)为不同位移处的力／电流关系曲线簇(基于磁轴承有限元实体模型，用Ansoft软件对磁轴承悬浮力的非线性特性进行分析)。另外，基于磁轴承数学模型，用MATLAB软件做出同样条件下不同位移处的力／电流关系曲线簇，如图7(1，)、图8(1)所示。 图7(彤)、图7(b)按着箭头所示的方向(转子在X轴方向位移从0逐渐变化到O．1 mm、0．2 mm，0．3 mm、0．4 mm)时，电流i、与转子受力F、、F。的关系曲线图。由图可知，受径向二自由度之间的交叉耦合关系影响所致，径向悬浮力F、与控制电流i、的关系呈现了不对称性。安匝数从一150安匝变化到150安匝时，曲线的线性特性很好，控制该范围的磁轴承能达到较好的效果。可以看出随着转子在径向X的方向偏移量增大，其力／电流关系曲线的线性度变差。观察发现，转子在径向X方向0．4 mm处发生偏移时，平衡位置的线性度已经不是很理想，但是偏移发生在O．3 mm以内时，平衡位置的线性度仍然比较理想。说明磁轴承工作在气隙很小的范围内时，为取得优良的控制效果，磁轴承如果正常工作的气隙比较小时，无需采用复杂的非线性控制器就可以达到目的。如果磁轴承工作在气隙范围比较大的情况下，那么在设计控制器时需考虑补偿，由于大气隙造成的非线性和由于三级结构造成的非对称性，例如可采用神经网络逆控制器等进行解耦控制或者采用参数白整定模糊PlD控制算法进行分段控制。 图8(a)、8(b)按着箭头所示的方向(转子在v轴方向的位移从O逐渐变化到O．1 mm、0．2 mm、0．3mm)，电流i，与转子受力F，、F、的关系曲线图。由图可知，电流i。变化时，不仅产生径向力F。，也产生在X轴负方向上的力F、，控制电流i。的安匝数在一150安匝到150安匝之内变化时，F、很小，F、的上升幅度与安匝数的增加幅度成正比。 综上，图7显示悬浮力F、与控制电流i、相对于平衡位置不是对称的，这是与该磁轴承的结构(三极)的非对称性所密切相关。但是图8中显示悬浮力F、与控制电流i、相对于平衡位置是对称的。因此可得出，控制该磁轴承时，在X、Y方向的控制难易程度是有所区别。在X方向调节磁轴承稳定悬浮时，其控制参数会影响v方向对磁轴承的控制效果，而控制Y方向的转子平衡时，改变其控制参数则不会对X方向产生任何影响。 图7(b)、图8(b)相比于图7(彤)、图8(彤)是在完全理想的情况下的力／电流关系曲线，但是仍然可以反映表达此轴承的力／电流关系的趋势，与基于磁轴承有限元实体模型进行仿真的结果作比较，相似的结果证明了该磁轴承数学模型建立准确，逼近该交流型混合磁轴承的正常运行情况。