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磁浮多电航空发动机的研究现状及关键技术 被引量：24
1
作者 徐龙祥 周波 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期51-59,共9页
介绍了国际上磁浮多电发动机的研究现状、发展趋势及其核心关键技术如高温磁悬浮轴承、高温位移传感器、附件电传动技术、备用轴承和多电发动机的结构设计。介绍了美国的IHPTET计划中有关磁浮多电发动机的研制情况,IHPTET计划和美国的... 介绍了国际上磁浮多电发动机的研究现状、发展趋势及其核心关键技术如高温磁悬浮轴承、高温位移传感器、附件电传动技术、备用轴承和多电发动机的结构设计。介绍了美国的IHPTET计划中有关磁浮多电发动机的研制情况,IHPTET计划和美国的德雷伯实验室(DraperLaboratory)、Synchrony公司等多个单位进行了长期的合作,共同研制该发动机的核心关键技术"高温磁悬浮轴承",从目前掌握的资料分析,IHPTET计划中的磁浮多电发动机将采用Synchrony公司研制成功的"高温磁悬浮轴承"。1997年底,欧共体制定了类似的AMBIT研究计划,期望率先研制出以磁悬浮轴承支撑的航空发动机,参加该计划的有英国、德国、法国、奥地利和瑞士等5个国家。 展开更多
关键词 航空推进系 航天推进系统 多电发动机 发动机 磁悬浮轴承 轴承
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主动磁悬浮轴承的解耦控制 被引量：15
2
作者 曹建荣 虞烈 谢友柏 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第12期44-48,60,共6页
运用解耦控制策略对六自由度刚性转子主动磁悬浮轴承（ＡＭＢ） 进行控制，应用基于逆系统理论的状态反馈线性化方法，设计出非线性控制器．将ＡＭＢ 这一多变量、强耦合及非线性的系统，分解为６ 个单变量无耦合的线性子系统，并对线... 运用解耦控制策略对六自由度刚性转子主动磁悬浮轴承（ＡＭＢ） 进行控制，应用基于逆系统理论的状态反馈线性化方法，设计出非线性控制器．将ＡＭＢ 这一多变量、强耦合及非线性的系统，分解为６ 个单变量无耦合的线性子系统，并对线性子系统进行了综合．仿真表明，此控制策略实现了各自由度之间的动态解耦。 展开更多
关键词 主动磁悬浮轴承 解耦控制 状态反馈线性化
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软开关技术在磁悬浮轴承功率放大器中的应用 被引量：24
3
作者 王军 徐龙祥 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期85-90,共6页
传统的磁悬浮轴承功率放大器在硬开关工作状态时存在开关损耗和纹波干扰严重等问题,为有效克服这些缺点,采用了一种新的用于磁悬浮轴承的谐振直流环节三电平功率放大器电路。基于三电平控制方法,在传统的开关功率放大器的直流环节增加... 传统的磁悬浮轴承功率放大器在硬开关工作状态时存在开关损耗和纹波干扰严重等问题,为有效克服这些缺点,采用了一种新的用于磁悬浮轴承的谐振直流环节三电平功率放大器电路。基于三电平控制方法,在传统的开关功率放大器的直流环节增加辅助谐振电路,实现了电路中所有的开关器件均在零电压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS)的条件下工作。文中详细分析了软开关三电平功率放大器各个工作模态的工作原理,给出了相应的电路工作方程。对提出的软开关三电平功率放大器进行仿真与样机试验研究,结果表明软开关三电平功率放大器同样具有输出电流纹波小的优点,开关损耗和纹波电流干扰有效减小,验证了电路是可行、有效的。 展开更多
关键词 磁悬浮轴承 软开关 功率放大器 三电平 并联谐振
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运动平台上磁轴承-转子系统的动力学建模 被引量：21
4
作者 姜豪 苏振中 王东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第23期4880-4889,共10页
磁轴承具有与转子无物理接触、支承特性可控等优点,有利于电机等旋转机械的高速运转和减振降噪。为实现磁轴承在运动平台上的应用,该文考虑大幅度运动和电磁力等非线性因素,分析定子运动和载体运动的关系,运用拉格朗日方程推导任意倾斜... 磁轴承具有与转子无物理接触、支承特性可控等优点,有利于电机等旋转机械的高速运转和减振降噪。为实现磁轴承在运动平台上的应用,该文考虑大幅度运动和电磁力等非线性因素,分析定子运动和载体运动的关系,运用拉格朗日方程推导任意倾斜角度下转子的动力学方程,并利用定转子位置计算磁轴承电磁力和重力载荷的大小,建立运动平台上磁轴承-转子系统的数学模型。最后对模型进行实验验证。 展开更多
关键词 磁轴承 运动平台 非线性 动力学建模 拉格朗日方程
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电磁轴承系统及其仿真方法 被引量：2
5
作者 汪希平 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1995年第3期293-301,共9页
电磁轴承是复杂的机电磁一体化系统，对其进行精确的分析研究是一项相当困难的工作．应用系统的线性简化模型可满足系统控制器设计的需要．如果用实验验证则需的经费大，周期长；而利用计算机对电磁轴承系统进行仿真是一种获得其有关特... 电磁轴承是复杂的机电磁一体化系统，对其进行精确的分析研究是一项相当困难的工作．应用系统的线性简化模型可满足系统控制器设计的需要．如果用实验验证则需的经费大，周期长；而利用计算机对电磁轴承系统进行仿真是一种获得其有关特征的简便、有效的手段．本文以平面内两自由度独立控制方式为基础，介绍在时域内，对于简化为一个质点的转子运动轨迹进行仿真的方法．所得结果已由一个应用实例予以验证． 展开更多
关键词 电磁轴承 系统 数学模型 状态方程 仿真
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电磁轴承技术及其应用开发 被引量：5
6
作者 杨艳丽 汪希平 《机电工程技术》 2001年第2期7-9,31,共4页
介绍电磁轴承系统的工作原理及其特点； 阐述电磁轴承在常见机械加工设备中应用时的主要技术指标和设计准则,并论述其应用前景,最后提供几个实际设计的数据和部分实验结果。
关键词 电磁轴承 技术指标 应用设计 机械加工
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磁力轴承支承特性的研究与仿真 被引量：11
7
作者 胡业发 王晓光 吴华春 《武汉理工大学学报（信息与管理工程版）》 CAS 2001年第4期96-98,101,共4页
定义了磁力轴承支承在时间域的刚度与阻尼和在频率域的广义刚度 ,建立了两者之间的联系 ,结合PD、PID控制规律推导出磁力轴承刚度与阻尼的计算公式 ,建立了轴承刚度、阻尼与控制系统参数之间的联系 。
关键词 磁力轴承 刚度 阻尼 仿真 支承特性 磁悬浮控制参数 时间域 频率域
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主动磁轴承的神经网络自适应PID控制 被引量：9
8
作者 苏义鑫 龙祥 +1 位作者 张丹红 胡业发 《华中师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期304-307,共4页
针对主动磁轴承系统的本质不稳定性、非线性和参数不确定性,提出基于BP神经网络的自适应PID控制器.该控制器输出含有P、I、D信号的非线性组合,补偿了磁轴承系统的非线性,使系统控制效果良好;同时控制器可根据磁轴承的运行状况进行在线... 针对主动磁轴承系统的本质不稳定性、非线性和参数不确定性,提出基于BP神经网络的自适应PID控制器.该控制器输出含有P、I、D信号的非线性组合,补偿了磁轴承系统的非线性,使系统控制效果良好;同时控制器可根据磁轴承的运行状况进行在线自学习和自校正,避免了传统PID控制器参数整定困难的缺点.最后基于某磁轴承系统的仿真研究表明了该控制器的有效性. 展开更多
关键词 主动磁轴承 神经网络 自适应控制 PID
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径向四自由度主动磁悬浮轴承控制器研究与探讨 被引量：8
9
作者 朱熀秋 徐龙祥 《应用科学学报》 CAS CSCD 2002年第1期55-60,共6页
在建立径向四自由度磁轴承系统状态方程基础上 ,介绍了用最优控制理论中线性二次型方法设计磁轴承集中和分布参数控制器步骤 ,并用 MATL AB语言进行了仿真比较 ,得出磁轴承在性能方面的退化是微乎其微的 .文中简述了基于数字信号处理器 ... 在建立径向四自由度磁轴承系统状态方程基础上 ,介绍了用最优控制理论中线性二次型方法设计磁轴承集中和分布参数控制器步骤 ,并用 MATL AB语言进行了仿真比较 ,得出磁轴承在性能方面的退化是微乎其微的 .文中简述了基于数字信号处理器 (DSP)的数字控制器硬件和软件结构、参数调试方法和实验结果 .实验表明 :用线性二次型方法设计的分散控制器 ,磁轴承转子运行在 0～ 6 0 0 0 0 r/ min范围 ,转子振动峰峰值在 2 0 μm左右 ,满足主动磁轴承性能的要求 . 展开更多
关键词 径向四自由度 磁悬浮轴承 控制器 状态方程 最优控制理论
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磁悬浮轴承转子系统的稳定性及动态特性分析 被引量：8
10
作者 谢振宇 徐龙祥 +2 位作者 李迎 丘大谋 虞烈 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第7期765-767,770,共4页
对某磁悬浮轴承转子系统的稳定区域、固有频率、振型、不平衡响应等特性进行了理论分析及实验研究。结果表明 ,本文所建立的数学模型与实际系统基本符合 ,能为实际系统的运行调试及实验结果分析提供理论指导。
关键词 磁悬浮轴承 稳定区域 动态特性 不平衡响应
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磁轴承系统中差动变压器式位移传感器的研究 被引量：11
11
作者 杨朝英 徐龙祥 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第9期8-9,12,共3页
设计了用于磁悬浮轴承系统中的差动变压器式位移传感器.从基本原理出发,结合磁轴承特点,提出了改进的传感器结构方案.利用线性差动变压器的专用芯片AD598作为传感器的测量电路.实验结果表明:所设计的传感器具有较好的性能:在-0.35～0.3... 设计了用于磁悬浮轴承系统中的差动变压器式位移传感器.从基本原理出发,结合磁轴承特点,提出了改进的传感器结构方案.利用线性差动变压器的专用芯片AD598作为传感器的测量电路.实验结果表明:所设计的传感器具有较好的性能:在-0.35～0.35mm测量范围内,线性度为±1.25%,灵敏度可高达23.77mV/μm,完全适用于磁悬浮轴承系统中. 展开更多
关键词 非接触 位移传感器 磁悬浮轴承 测量电路
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片状无轴承磁电机的研究 被引量：13
12
作者 徐龙祥 朱小春 姚凯 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期141-145,共5页
研究了一种新型的片状无轴承永磁电机的工作原理和结构设计,只须控制转子的两个径向自由度,就能够实现磁悬浮并驱动电机旋转;当电机极对数≥3时,径向磁悬浮力与电机转矩互不耦合,可以独立设计磁悬浮轴承与电机的控制系统;提出了新的、... 研究了一种新型的片状无轴承永磁电机的工作原理和结构设计,只须控制转子的两个径向自由度,就能够实现磁悬浮并驱动电机旋转;当电机极对数≥3时,径向磁悬浮力与电机转矩互不耦合,可以独立设计磁悬浮轴承与电机的控制系统;提出了新的、工艺性好的绕线方法,只需在单个磁极上绕线,不需要跨磁极绕线;研制了电气控制系统,包括双向电流型开关功率放大器、PID控制器等;设计、制造了内转子式的片状无轴承永磁电机样机;试验研究表明,研究的片状无轴承永磁电机成功地实现了磁悬浮,最高转速达到了3300r/min,转子振幅<20μm。 展开更多
关键词 永磁电机 无轴承电机 磁悬浮轴承 轴承 控制器
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基于不平衡响应的磁悬浮轴承刚度阻尼辨识方法研究 被引量：16
13
作者 周瑾 倪佐僖 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期29-34,共6页
磁悬浮轴承支承特性对转子轴承系统临界转速、不平衡响应、稳定性具有重要影响。研究一种基于不平衡响应辨识磁悬浮轴承刚度和阻尼的方法。用MSC.Patran建立磁悬浮轴承转子有限元模型;用Matlab软件实现基于不平衡响应辨识磁悬浮轴承刚... 磁悬浮轴承支承特性对转子轴承系统临界转速、不平衡响应、稳定性具有重要影响。研究一种基于不平衡响应辨识磁悬浮轴承刚度和阻尼的方法。用MSC.Patran建立磁悬浮轴承转子有限元模型;用Matlab软件实现基于不平衡响应辨识磁悬浮轴承刚度阻尼的基本原理;用有限元模型进行仿真辨识验证该方法的可行性;对五自由度磁悬浮轴承试验台进行基于不平衡响应的磁悬浮轴承刚度阻尼辨识试验研究。为检验辨识结果的正确性,赋予转子有限元模型试验辨识的磁悬浮轴承刚度与阻尼,进行仿真与试验系统不平衡响应对比,结果两者基本一致,表明该方法可有效地辨识磁悬浮轴承的刚度与阻尼。 展开更多
关键词 磁悬浮轴承 不平衡响应 刚度 阻尼 有限元
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基于LMS算法的磁悬浮轴承系统振动补偿 被引量：16
14
作者 高辉 徐龙祥 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期583-588,共6页
主动磁悬浮轴承转子高速旋转时会对系统产生周期性不平衡激振力响应,此响应会降低系统的控制精度、稳定性以及限制转子速度的提高等。针对此响应对系统的影响,首先,从轴承转子机械特性及系统控制过程分析系统周期性力产生的原因;其次,... 主动磁悬浮轴承转子高速旋转时会对系统产生周期性不平衡激振力响应,此响应会降低系统的控制精度、稳定性以及限制转子速度的提高等。针对此响应对系统的影响,首先,从轴承转子机械特性及系统控制过程分析系统周期性力产生的原因;其次,以振动在系统控制过程中体现的正弦形式信号为处理对象,采用最小均方差(LMS)算法与数字PID联合控制的方法实现滤波补偿;然后,通过分析定步长LMS算法与PID参数及被处理信号的频率的相互影响,提出了一种依据转子位移信号频率变化而实时变频切换补偿的控制策略;最后通过实验台实验验证了方法的有效性,为轴承转速的进一步提高奠定基础。 展开更多
关键词 主动磁悬浮轴承 振动补偿 LMS算法 实时切换控制 自适应滤波
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考虑材料非线性及涡流影响的径向电磁轴承等效磁路建模 被引量：15
15
作者 叶品州 李红伟 +1 位作者 于文涛 仲慧 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期1858-1867,共10页
电磁场分布特性的准确分析与计算是电磁轴承性能优化的基础,而目前电磁轴承磁场分析时较少同时考虑涡流和铁心磁导率的非线性这两个因素的影响。因此,该文利用指数方程拟合硅钢片的磁化曲线来考虑磁导率的非线性,引入动态相对磁导率来... 电磁场分布特性的准确分析与计算是电磁轴承性能优化的基础,而目前电磁轴承磁场分析时较少同时考虑涡流和铁心磁导率的非线性这两个因素的影响。因此,该文利用指数方程拟合硅钢片的磁化曲线来考虑磁导率的非线性,引入动态相对磁导率来计及涡流对磁场的影响。建立了计及磁极边缘效应、定转子铁心磁阻、铁心磁导率非线性、涡流及实时控制电流在内的径向电磁轴承非线性等效磁路模型。采用该模型计算转子具有静态位移0.1mm时电磁轴承的气隙磁场分布,与有限元仿真结果吻合较好,在磁极正对处的气隙磁通密度的误差基本在3%以内。并分析了转子周期振动导致的铁心涡流对气隙磁通及电磁力的影响,考虑涡流后,磁通及电磁力都有一定程度的衰减,并且转子振动频率越高,衰减越大。 展开更多
关键词 电磁轴承 等效磁路法 磁导率非线性 涡流 转子振动
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一种用于有源磁悬浮轴承的基于采样一保持策略的开关型功率放大器 被引量：3
16
作者 黄晓蔚 唐钟麟 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 1998年第4期13-16,共4页
对用于有源磁悬浮轴承的连续型功率放大器与开关型功率放大器作了简单的比较．给出了采样-保持策略用于开关型功率放大器设计的基本思想．对基于采样-保持策略的开关型功率放大器的动态特性进行了分析，认为采样-保持策略对于提高有源... 对用于有源磁悬浮轴承的连续型功率放大器与开关型功率放大器作了简单的比较．给出了采样-保持策略用于开关型功率放大器设计的基本思想．对基于采样-保持策略的开关型功率放大器的动态特性进行了分析，认为采样-保持策略对于提高有源磁悬浮轴承中的电流响应速度是有利的． 展开更多
关键词 功率放大器 有源磁悬浮轴承 采样-保持策略
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电涡流传感器动态响应特性研究 被引量：8
17
作者 丛华 张德魁 安钢 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 1999年第9期1-3,共3页
为了提高磁悬浮轴承高频电主轴控制系统中电涡流传感器的动态响应特性，针对恒频调幅式电涡流位移振动传感器，分析了电涡流传感器的基本结构和工作原理，建立了电涡流传感器检测电路数学模型，分析了电涡流传感器动态响应特性与检测线... 为了提高磁悬浮轴承高频电主轴控制系统中电涡流传感器的动态响应特性，针对恒频调幅式电涡流位移振动传感器，分析了电涡流传感器的基本结构和工作原理，建立了电涡流传感器检测电路数学模型，分析了电涡流传感器动态响应特性与检测线圈谐振回路品质因数 Ｑ 的关系，提出了对电涡流传感器动态响应特性在不影响灵敏度和线性测量范围的情况下进行线性校正的方法，从而使电涡流传感器幅频响应带宽提高一倍甚至几倍以上，相位角的滞后量也可以大大减小，充分满足了对磁悬浮轴承高速转子进行位移和振动的非接触性监测的需要。 展开更多
关键词 电涡流传感器 动态响应 线性校正 位移 振动
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电磁轴承高速飞轮转子模态分离–状态反馈解耦控制 被引量：15
18
作者 陈亮亮 祝长生 王忠博 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第18期5461-5472,共12页
针对主动电磁轴承高速飞轮转子系统的振动抑制问题,提出一种模态分离–状态反馈内模控制算法。首先用模态分离对电磁轴承飞轮转子系统的平动模态与转动模态进行解耦,再用状态反馈对两个转动模态进行解耦,从而将电磁轴承飞轮转子系统原... 针对主动电磁轴承高速飞轮转子系统的振动抑制问题,提出一种模态分离–状态反馈内模控制算法。首先用模态分离对电磁轴承飞轮转子系统的平动模态与转动模态进行解耦,再用状态反馈对两个转动模态进行解耦,从而将电磁轴承飞轮转子系统原来互相耦合的四个自由度变换为四个彼此独立的自由度,最后采用内模控制器对解耦后的系统进行调节,以实现良好的控制性能。对模态分离–状态反馈内模控制系统的稳定性、目标跟踪性能及鲁棒性进行了理论分析,并通过仿真和实验进一步验证了该算法的有效性。结果表明:模态分离–状态反馈内模控制系统既实现了平动模态和转动模态的解耦,也实现了两个转动模态的解耦,能够使飞轮转子系统稳定悬浮并有效的抑制其振动,具有抗干扰能力较强、鲁棒性好、结构简单,调节方便等优点。 展开更多
关键词 电磁轴承 模态解耦 状态反馈 内模控制 飞轮储能
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电磁轴承高速电机转子多频振动的电流补偿控制 被引量：14
19
作者 王忠博 毛川 祝长生 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期275-284,共10页
在主动电磁轴承（activemagneticbearing，AMB）支承的高速电机系统中，转子的不平衡、电磁激励力及传感器的干扰等因素都会导致转子系统出现多频振动，严重地影响着电机的运行精度。为了抑制AMB-高速电机转子系统中的多频振动，该文提... 在主动电磁轴承（activemagneticbearing，AMB）支承的高速电机系统中，转子的不平衡、电磁激励力及传感器的干扰等因素都会导致转子系统出现多频振动，严重地影响着电机的运行精度。为了抑制AMB-高速电机转子系统中的多频振动，该文提出一种通过电流补偿来对转子系统的多频振动进行控制的方法。首先建立四自由度AMB-高速电机刚性转子系统的动力学模型，分析多频电流形式，定义多频电流系数。然后，提出一种通过电流补偿来抑制AMB-转子多频振动的方法。接着，采用变步长三角形迭代搜索算法以加速多频电流系数的识别。最后，在某AMB-高速电机平台上进行仿真和试验研究。结果表明，提出的多频振动电流补偿算法可实现对多频电流系数的准确识别，能够对AMB-转子系统的多频振动进行有效地控制。 展开更多
关键词 磁悬浮高速电机 主动电磁轴承 多频振动 多频电流系数 迭代搜索
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基于不平衡系数辨识的电磁轴承-刚性飞轮转子系统不平衡补偿控制 被引量：14
20
作者 王忠博 祝长生 陈亮亮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期3699-3708,共10页
针对电磁轴承-刚性飞轮转子系统不平衡振动的抑制问题,提出一种基于不平衡系数辨识的自适应不平衡补偿控制算法。基于电磁轴承-刚性飞轮转子系统的动力学模型,设计了状态反馈PID电流控制器,提出不平衡系数辨识方程及不平衡补偿算法。分... 针对电磁轴承-刚性飞轮转子系统不平衡振动的抑制问题,提出一种基于不平衡系数辨识的自适应不平衡补偿控制算法。基于电磁轴承-刚性飞轮转子系统的动力学模型,设计了状态反馈PID电流控制器,提出不平衡系数辨识方程及不平衡补偿算法。分析了带有补偿环节的电磁轴承-刚性飞轮转子系统的稳定性及补偿算法中各参数的选择原则。对不平衡补偿算法的有效性进行了仿真和实验研究。结果表明：文中提出的基于不平衡系数辨识的不平衡补偿算法不仅能够正确地辨识出转子的不平衡,而且在整个转速区间内具有良好的稳定性以及对不平衡振动的抑制能力。 展开更多
关键词 电磁轴承 飞轮储能 状态反馈 不平衡系数辨识 不平衡补偿
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