基于嵌入式技术的磁悬浮寻北仪控制系统设计
主动磁悬浮轴承是一种利用电磁力将转子悬浮于空间，不需要任何介质而实现承载的非接触式支承装置。我们将其引入了摆式寻北仪，以减小轴系的摩擦，提高寻北精度，这种基于磁悬浮技术的寻北系统称为磁悬浮寻北仪。 按照功能划分，可将磁悬浮寻北仪分为控制系统和寻北系统。其中控制系统的作用是使磁悬浮轴承转子稳定悬浮，为整个系统提供可靠的轴系。 本文中使用DSP和CPLD设计了磁悬浮寻北仪控制系统的嵌入式控制器，实现对磁悬浮轴承的实时控制，为寻北系统的正常工作奠定基础。 同时，为了弥补嵌入式控制器功能上的不足，在Visual C++6.0中，使用MFC应用程序框架，开发了磁悬浮寻北仪的上位机系统，作为在线监控和离线分析的平台。 另一方面，针对常规PID的不足，本文研究了磁悬浮轴承的模糊PID控制器。但是模糊PID控制器的规则表和比例因子往往靠人工经验整定，缺乏科学性。为此本文改进了传统的协同进化算法，并将其应用于模糊PID控制器的寻优上。同时，将优化得到的模糊PID控制器在Matlab中进行了仿真研究。 最后，使用dSPACE设计了磁悬浮寻北仪的数字PID控制器，并将其移植到DSP控制板中，在上位机系统的配合下，对整个控制系统进行了整体调试，最终获得成功，在陀螺转速为22000 r/min时，依然可以控制磁悬浮轴承转子稳定悬浮。
嵌入式技术;磁悬浮寻北仪控制系统;数字信号处理;MFC应用程序框架
哈尔滨工业大学
硕士
控制科学与工程
段广仁
2009
中文
TP273.2;TN966
95
2013-03-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）