磁悬浮电主轴用三极混合磁轴承非线性研究与结构优化2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 绪论1

1.1 磁悬浮电主轴的研究背景及意义1

1.2 磁悬浮电主轴的国内外研究现状2

1.2.1 国外研究现状2

1.2.2 国内研究现状4

1.3 研究内容6

第2章 电主轴五自由度磁悬浮支承系统设计8

2.1 三极磁轴承的结构形式8

2.1.1 三极主动磁轴承8

2.1.2 三极混合磁轴承12

2.2 磁悬浮支承系统结构及最大承载力要求17

2.2.1 五自由度磁悬浮电主轴结构17

2.2.2 磁轴承承载力18

2.3 三极径向-轴向混合磁轴承工作原理与数学模型19

2.3.1 三极径向-轴向混合磁轴承工作原理19

2.3.2 三极径向-轴向混合磁轴承悬浮力数学模型20

2.4 三极混合磁轴承工作原理与数学模型22

2.4.1 三极混合磁轴承工作原理22

2.4.2 三极混合磁轴承悬浮力数学模型24

2.5 磁轴承参数设计25

2.5.1 逆变器驱动对径向承载力的影响25

2.5.2 三极径向-轴向混合磁轴承参数设计32

2.5.3 三极混合磁轴承参数设计36

2.6 本章小结38

第3章 径向悬浮力-电流特性分析39

3.1 三极径向-轴向混合磁轴承径向悬浮力-电流特性39

3.1.1 径向悬浮力-电流特性非线性分析40

3.1.2 径向悬浮力-电流特性耦合性分析41

3.1.3 有限元仿真分析42

3.2 三极混合磁轴承径向悬浮力-电流特性47

3.2.1 径向悬浮力-电流非线性分析48

3.2.2 径向悬浮力-电流耦合性分析49

3.2.3 有限元仿真分析50

3.3 本章小节53

第4章 模糊神经网络逆解耦控制54

4.1 三极磁轴承的控制技术及无传感技术54

4.1.1 三极磁轴承的控制技术54

4.1.2 三极磁轴承的无传感技术57

4.2 逆系统基本原理59

4.3 模糊神经网络61

4.4 基于模糊神经网络逆的三极径向-轴向混合磁轴承解耦控制62

4.4.1 三极径向-轴向混合磁轴承可逆性分析62

4.4.2 模糊神经网络逆模型构建65

4.4.3 模糊神经网络逆解耦控制67

4.4.4 仿真结果67

4.5 基于模糊神经网络逆的三极混合磁轴承解耦控制70

4.5.1 三极混合磁轴承的可逆性分析70

4.5.2 三极混合磁轴承模糊神经网络逆模型构建72

4.5.3 三极混合磁轴承模糊神经网络逆解耦控制72

4.5.4 控制系统仿真结果73

4.6 本章小节75

第5章 数字控制系统设计与实验研究76

5.1 三极磁轴承的驱动方式76

5.2 数字控制系统硬件设计78

5.2.1 数字控制器80

5.2.2 位移接口电路82

5.2.3 轴向功率放大器84

5.2.4 径向三相功率变换器85

5.3 数字控制系统软件设计90

5.3.1 主程序91

5.3.2 中断服务子程序91

5.4 实验研究97

5.4.1 实验步骤97

5.4.2 实验注意事项99

5.4.3 实验结果100

5.4.4 模糊神经网络逆控制器的实现方法103

5.5 本章小节104

第6章 三极径向-轴向混合磁轴承的结构改进105

6.1 三极径向-轴向混合磁轴承产生非线性原因分析105

6.2 六极径向-轴向混合磁轴承结构及基本原理106

6.3 六极径向-轴向混合磁轴承悬浮力数学模型108

6.4 六极径向-轴向混合磁轴承径向悬浮力-电流特性分析110

6.5 有限元仿真分析114

6.5.1 结构参数设计114

6.5.2 三维有限元仿真分析117

6.6 基于独立径向、轴向承载力的设计方法125

6.6.1 设计思想的提出125

6.6.2 基于独立径向、轴向承载力参数设计128

6.7 本章小节131

第7章 总结与展望132

7.1 总结132

7.2 展望134

参考文献136