主动隔振系统电磁作动器控制方法研究

来源 :长春工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:rockyliangchao
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在工程中,振动现象是不可避免的。被动隔振由于存在固有的缺陷,限制了隔振器的隔振效果。主动隔振系统与被动隔振系统相比,主动隔振系统对振动环境有较强的适应性,而且具有更好的隔振能力。载车的发动机的振动会导致车载光电精密测量仪器的基准发生变化,从而导致仪器测量精度变差。本文针对上述问题应用主动隔振技术,对主动隔振系统中的电磁作动器,进行了控制方法研究,论文的主要内容如下:首先,简述了电磁作动器的结构以及相关的电磁场基本理论,在此基础上,阐述了电磁作动器的工作原理和隔振原理。根据本文所用的电磁作动器的结构以及电磁理论,建立了电磁作动器的数学模型。对整个主动隔振系统进行力学分析,依据牛顿第二定律并结合电磁作动器的数学模型建立整个主动隔振系统的数学模型。其次,基于建立的主动隔振系统的数学模型,采用PID控制与模糊PID控制对主动隔振系统进行了控制研究。在不同频率的振源扰动下,通过MATLAB/Simulink进行仿真实验,实验结果表明:在PID控制与模糊PID控制下,系统的隔振效果都能达到90%以上,隔振效果较好。相较于PID控制,在模糊PID的控制下,系统到达稳定的时间较少,且稳定效果优于PID控制。然后,考虑到主动隔振系统实际工作时会受到外界的各种干扰,本文进行了主动隔振系统的滑模变结构控制研究。通过MATLAB/Simulink仿真实验,实验结果表明:滑模变结构控制能够很好的克服不确定干扰对主动隔振系统的影响,隔振效果良好。最后,基于主动隔振系统实验平台,设计了电磁作动器的数字控制器。以德州仪器公司的数字信号处理器VC33作为主控芯片设计DSP控制器,配以FPGA为实验台的振动信号采集模块,在该实验平台上进行了PID控制算法的应用研究,效果良好。
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