什么是磁懸浮軸承電主軸？

考慮到數(shù)字化控制對(duì)磁懸浮軸承控制系統(tǒng)性能的影響，提出了一種數(shù)字化控制時(shí)延補(bǔ)償算法，能有效地消除數(shù)字化控制時(shí)延的影響，保證磁懸浮軸承系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。以磁軸承電主軸的溫升為研究對(duì)象，以檢測(cè)系統(tǒng)溫升為研究對(duì)象，建立溫升與轉(zhuǎn)子位姿的關(guān)系模型。

在此基礎(chǔ)上，提出了溫升補(bǔ)償算法，并采用數(shù)字控制系統(tǒng)對(duì)磨頭姿態(tài)進(jìn)行在線調(diào)節(jié)，完成了溫升膨脹的在線補(bǔ)償。試驗(yàn)結(jié)果表明，該算法能較好地補(bǔ)償溫升膨脹，保證磁軸承電主軸的穩(wěn)定性和精度。通過(guò)以上創(chuàng)新研究工作，該控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好效果。

在上述工作中，實(shí)施主動(dòng)控制，采用數(shù)字控制器實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的控制算法，以達(dá)到系統(tǒng)的高魯棒性，并進(jìn)行在線補(bǔ)償，消除時(shí)延、溫度升高等因素對(duì)系統(tǒng)的不利影響，這是磁懸浮軸承的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)，也是本課題研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)，需要從轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析、系統(tǒng)辨識(shí)、自動(dòng)控制、傳感器、電力電子技術(shù)等多方面吸取先進(jìn)的知識(shí)。

磁軸承是一種非線性強(qiáng)、本質(zhì)不穩(wěn)定的控制對(duì)象，磨床加工又要求主軸同時(shí)具有高精度和高剛度，因此需要精心設(shè)計(jì)合適的控制器。在PID控制或依賴(lài)于確定性模型的控制方法中，由于系統(tǒng)模型存在參數(shù)不確定性和動(dòng)態(tài)不確定性，無(wú)法達(dá)到理想的控制效果，所以有必要設(shè)計(jì)一種魯棒性好的控制器來(lái)適應(yīng)系統(tǒng)模型的不確定性。

權(quán)值函數(shù)的選取是一個(gè)有待解決的難題，它的選取依賴(lài)于設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)和復(fù)測(cè)計(jì)算。通常取決于對(duì)控制設(shè)計(jì)目標(biāo)的要求，指標(biāo)的選擇等。

第一，本文采用智能辨識(shí)方法選擇非參數(shù)不確定性加權(quán)函數(shù)，使系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，并取得了良好的控制效果。

第二，在磁力軸承系統(tǒng)中，溫升效應(yīng)會(huì)影響系統(tǒng)的靜態(tài)精度，使軸承的軸向特性惡化，危及系統(tǒng)的可靠性。