基于C#的磁悬浮轴承上位机系统设计
这是一篇关于磁悬浮轴承,C#,TCP/IP通信,上位机设计的论文, 主要内容为磁悬浮轴承是高转速,无摩擦的机电一体化器件,在航空航天、机械制造等工业领域拥有着广阔的应用前景,它工作时电磁线圈电流和转子位移的数据采集与数据管理显得尤为重要。本文基于C#编程语言,利用Visual Studio开发工具与Win Form控件,设计了具有数据存储及管理功能的磁悬浮轴承上位机系统。传统的Serial Port类串口通信无法满足高速运转的磁悬浮轴承十路电流量和五路位移量数据的传输,因此本文选用了网络通信来满足高速率通信的要求。首先,本文利用VS2019.NET编程环境类库中自带的TCPClient和TCPListener类,选择TCP/IP网络传输协议,建立了具有网络通信功能的上位机系统;其次,对以STM32F4芯片作为控制核心的磁轴承控制器的网络接口进行了开发,将磁悬浮轴承控制器中采集到的线圈电流和转子位移数据通过网络传输到上位机;再次,开发了上位机的数据存储系统,将接收到的所有数据都存放在SQL Server数据库中,在数据表类型、属性、储存目录设计完成后,将各模块的数据进行分类储存;最后,开发了友好安全的上位机人机交互界面,包括用户的身份、权限的验证,磁悬浮轴承实时数据及历史数据的查看等功能。为验证所开发系统的有效性,利用磁悬浮轴承实验平台进行了测试,测试结果表明所开发的上位机系统能够顺利的传输、存储磁轴承运行过程中的位移及电流数据,且能够通过该系统调整磁轴承控制器的控制参数。
基于C#的磁悬浮轴承上位机系统设计
这是一篇关于磁悬浮轴承,C#,TCP/IP通信,上位机设计的论文, 主要内容为磁悬浮轴承是高转速,无摩擦的机电一体化器件,在航空航天、机械制造等工业领域拥有着广阔的应用前景,它工作时电磁线圈电流和转子位移的数据采集与数据管理显得尤为重要。本文基于C#编程语言,利用Visual Studio开发工具与Win Form控件,设计了具有数据存储及管理功能的磁悬浮轴承上位机系统。传统的Serial Port类串口通信无法满足高速运转的磁悬浮轴承十路电流量和五路位移量数据的传输,因此本文选用了网络通信来满足高速率通信的要求。首先,本文利用VS2019.NET编程环境类库中自带的TCPClient和TCPListener类,选择TCP/IP网络传输协议,建立了具有网络通信功能的上位机系统;其次,对以STM32F4芯片作为控制核心的磁轴承控制器的网络接口进行了开发,将磁悬浮轴承控制器中采集到的线圈电流和转子位移数据通过网络传输到上位机;再次,开发了上位机的数据存储系统,将接收到的所有数据都存放在SQL Server数据库中,在数据表类型、属性、储存目录设计完成后,将各模块的数据进行分类储存;最后,开发了友好安全的上位机人机交互界面,包括用户的身份、权限的验证,磁悬浮轴承实时数据及历史数据的查看等功能。为验证所开发系统的有效性,利用磁悬浮轴承实验平台进行了测试,测试结果表明所开发的上位机系统能够顺利的传输、存储磁轴承运行过程中的位移及电流数据,且能够通过该系统调整磁轴承控制器的控制参数。
基于嵌入式实时操作系统的磁悬浮轴承控制系统设计
这是一篇关于磁悬浮轴承,多模态智能控制,嵌入式实时操作系统,DSP/BIOS的论文, 主要内容为磁悬浮轴承利用电磁力将被支承件稳定悬浮在空间,由于其无机械接触、无磨损、无需润滑、寿命长、能耗低、噪声小等传统轴承无法比拟的优点而倍受瞩目。而磁悬浮轴承控制系统是磁悬浮轴承的关键部分,其性能的好坏直接影响到磁悬浮轴承的动态性能和轴承转子的控制精度。本文以五自由度磁悬浮磨削电主轴为研究对象,开展了基于嵌入式实时操作系统的磁悬浮轴承数字控制系统的研究,建立了先进的硬件研究平台,并对传统算法和多模态智能控制进行了研究。主要研究内容如下: 分析了五自由度磁悬浮轴承的构成,对各个组成部分及其相互之间的关系做了详细的说明,根据电磁学的基本原理,从单自由度的磁力轴承简化模型推导出其电磁承载力公式,并在此基础上进一步建立了五自由度的磁悬浮轴承控制模型。 根据磁悬浮轴承控制系统的具体要求,构建了先进的硬件控制平台,采用集中式控制,由单一高性能DSP来实现,并配以分组快速DA模块、串口通信SCI模块、可编程逻辑器件(CPLD)等外设,解决了以往采用分散控制的协调控制问题,提高了系统的稳定性、可靠性,简化了系统构成,降低了系统成本。 开展了磁悬浮轴承控制系统的控制算法研究。分析了传统连续PID算法和增量式的PID算法,在此基础上,以单自由磁悬浮轴承模型为基础,根据实际要求提出了多模态智能控制算法,实现系统的较好控制。 完成了基于前后台软件架构的磁悬浮控制系统软件设计;并针对磁悬浮轴承控制系统的复杂性,先从软件编程方法上引入了基于C/C++的编程思想,随后分析了采用传统前后台软件编程方法的局限性,并提出了采用嵌入式实时操作系统DSP/BIOS来实现控制系统的软件架构,且给出了基于此操作系统的磁悬浮控制系统的实现过程。
磁悬浮轴承系统主动振动控制方法及实验研究
这是一篇关于磁悬浮轴承,主动振动控制,转子不平衡,位移传感器谐波噪声,LMS算法的论文, 主要内容为磁悬浮轴承是一种基于磁悬浮原理的新型轴承,具有结构简单、寿命长、没有接触摩擦、不需要润滑剂等优点,因此在航空航天、机械制造、能源储存等领域得到了广泛应用。但由于制造和装配过程中存在误差、外部环境干扰、磁性元件加工精度不足等原因,导致磁悬浮轴承系统产生振动,影响机械系统的性能和寿命。因此,主动振动控制技术成为磁悬浮轴承系统研究的重要方向之一。本文主要对磁悬浮轴承系统的主动振动控制算法进行相关研究,分为以下三部分:(1)针对磁悬浮轴承系统振动机理,特别关注振动源转子不平衡和位移传感器谐波噪声Sensor Runout对系统振动的影响。通过对转子不平衡和Sensor Runout产生途径以及振动存在形式的分析,构建了包含振动源的系统动力学模型,为进一步的研究奠定了基础。(2)针对磁悬浮轴承系统不平衡振动问题,提出了一种改进变步长LMS算法,解决了稳态误差接近零值时步长变化过快的问题。基于此算法设计了不平衡电流抑制算法和不平衡振动力抑制算法,分别采用自适应滤波器和振动力补偿的方法来消除电流和振动力对系统的影响,并对系统进行了稳定性分析及仿真实验验证。仿真实验结果表明本文设计的方法能够抑制磁轴承系统的不平衡电流和振动力,实现磁悬浮轴承系统的不平衡振动抑制。(3)针对磁悬浮轴承系统多谐波振动问题,提出了一种并联式LMS算法,分别设计了多谐波电流抑制和多谐波振动力抑制算法,通过控制线圈电流实现了多谐波电流抑制,在同频振动抑制基础上引入倍频电流抑制以实现多谐波振动力抑制,并对系统进行了稳定性分析及仿真实验验证。仿真实验结果表明本文提出的方法能够有效地抑制磁悬浮轴承系统的多谐波振动。最后通过磁悬浮轴承系统实验平台,对所设计算法的抑制效果进行了实验验证。实验结果表明本文设计的算法能够有效地针对不平衡振动和多谐波振动进行抑制,实现磁悬浮轴承系统的主动振动控制。
基于C#的磁悬浮轴承上位机系统设计
这是一篇关于磁悬浮轴承,C#,TCP/IP通信,上位机设计的论文, 主要内容为磁悬浮轴承是高转速,无摩擦的机电一体化器件,在航空航天、机械制造等工业领域拥有着广阔的应用前景,它工作时电磁线圈电流和转子位移的数据采集与数据管理显得尤为重要。本文基于C#编程语言,利用Visual Studio开发工具与Win Form控件,设计了具有数据存储及管理功能的磁悬浮轴承上位机系统。传统的Serial Port类串口通信无法满足高速运转的磁悬浮轴承十路电流量和五路位移量数据的传输,因此本文选用了网络通信来满足高速率通信的要求。首先,本文利用VS2019.NET编程环境类库中自带的TCPClient和TCPListener类,选择TCP/IP网络传输协议,建立了具有网络通信功能的上位机系统;其次,对以STM32F4芯片作为控制核心的磁轴承控制器的网络接口进行了开发,将磁悬浮轴承控制器中采集到的线圈电流和转子位移数据通过网络传输到上位机;再次,开发了上位机的数据存储系统,将接收到的所有数据都存放在SQL Server数据库中,在数据表类型、属性、储存目录设计完成后,将各模块的数据进行分类储存;最后,开发了友好安全的上位机人机交互界面,包括用户的身份、权限的验证,磁悬浮轴承实时数据及历史数据的查看等功能。为验证所开发系统的有效性,利用磁悬浮轴承实验平台进行了测试,测试结果表明所开发的上位机系统能够顺利的传输、存储磁轴承运行过程中的位移及电流数据,且能够通过该系统调整磁轴承控制器的控制参数。
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