半主動式磁浮風扇之改良、分析與實作｜國立清華大學博碩士論文庫

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研究生：	石育嘉 Yu-Chia Shih
論文名稱：	半主動式磁浮風扇之改良、分析與實作 Improvement, Analysis and Experiment of a Magnetically Levitated Fan
指導教授：	葉廷仁 Ting-Jen Yeh
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 動力機械工程學系 Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年：	2008
畢業學年度：	96
語文別：	中文
論文頁數：	67
中文關鍵詞：	LQG\LTR 控制器、磁浮
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一般風扇通常以機械接觸的方式給予轉軸足夠的支撐剛性，此種方法使用的軸承如滾珠軸承、含油軸承等，因為有接觸磨耗的存在，將限制風扇的性能和壽命。本論文使用磁力的作用施給足夠的機械剛性，以散熱風扇為載具，研究非接觸的半主動式磁浮軸承來改善接觸式軸承的缺點，並進行設計上的改良，期許達成整體系統美化、感測器成本降低的目標。

一般磁浮系統設計時，常忽略漏磁、鐵損磁損、邊緣磁場等實際效應，推導出理想的物理模型來進行控制器設計。為了使控制器達到良好的性能，本論文將以推導的模型為輔，進行系統鑑別實驗來獲得磁浮系統的真實動態，再以鑑別後的模型設計LQG\LTR線性控制器，透過Matlab\Simulink\DSP F2812即時控制達成磁浮軸承的實現。

圖目錄                                                iv

表目錄                                               vii

第一章   緒論                                          1
1  研究動機與目的 . . . . . . . . . . . . . . . . .  1
2  文獻回顧 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  2
3  論文架構簡介 . . . . . . . . . . . . . . . . . .  4

第二章   徑向被動式磁浮軸承動態分析                    5
1  半主動式磁浮系統架構介紹 . . . . . . . . . . . .  6
2  轉軸徑向位移動態分析 . . . . . . . . . . . . . .  7
3  轉軸迴旋扭轉動態分析 . . . . . . . . . . . . . .  9

第三章   軸向主動式磁浮系統模型建構                   14
1  被動式軸承軸向偏壓影響 . . . . . . . . . . . . . 14
2  電磁鐵軸向出力分析 . . . . . . . . . . . . . . . 16
3  軸向主動式磁浮軸承動態模型推導 . . . . . . . . . 19

第四章   磁浮系統主體設計                             20
1  電磁鐵繞線與結構上的限制 . . . . . . . . . . . . 20
2  電流驅動電路的設計與實作 . . . . . . . . . . . . 22
3  轉子位移感測器選用與實作 . . . . . . . . . . . . 25
4  磁浮軸承架構設計與分析 . . . . . . . . . . . . . 29
4.1  被動軸承設計與分析. . . . . . . . . . . . 29
4.2  最大氣隙和電流限制. . . . . . . . . . . . 32
4.3  軸向控制操作點選取和系統模型. . . . . . . 34

第五章   系統鑑別                                     36
1  系統鑑別原理簡介 . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2  系統鑑別實驗架構 . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3  系統鑑別實驗結果 . . . . . . . . . . . . . . . . 40

第六章    控制器設計與實驗結果                         42
1  Discrete LQG\LTR控制器設計原理 . . . . . . . . . 42
2  Discrete LQG\LTR+I 控制器設計與實作. . . . . . . 45
3  實驗結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.1  強健性測試. . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.2  振動測試. . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.3  功率測試. . . . . . . . . . . . . . . . . 54

第七章    結論與未來工作                               58
1  結論 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2  未來方向 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Appendix-A                                            64
Appendix-B                                            65

                                

[1] R.Schoeb,K.Dasse, “Magnetic Suspension Systems for Biomedical Applications”,6th International Symposium on Magnetic Suspension Technology.

[2] S.Earnshaw, “On the nature of molecular forces which regulate the constitution of the luminiferous ether.” ,Trans. Cambridge Philisophical Society , Vol.7, part1, pp97-112, 1842.

[3] N. Motee M.S. de Queiroz Y. Fang and D.M. Dawson , “Active Magnetic Bearing Control with Zero Steady-State Power Loss” , American Control Conference Anchorage, AK May 2002.

[4] De Queiroz, M.S.;Dawson,D.M.;Canbolat,H., “A backstepping-type controller for a 6-DOF active magnetic bearing system” , Decision and Control, IEEE , Volume:3 pp3370-3375, December 1996.

[5] J.Delamare, J.P.Yonnet, E.Rulliere, “A Compact Magnetic Suspension With Only One Axis Control” , IEEE Transactions on Magnetic, Vol.30, No.6, November 1994.

[6] S.C.Mukhopadhyay, T.Ohji,M.Iwahara, S.Yamadaand, F.Matsumura, “A new repulsive type magnetic bearing modeling and control” , IEEE International Conference on Volume 1, 26-29 Page(s):12 – 18 Vol.1, May 1997.

[7] S.C.Mukhopadhyay, T.Ohji,M.Iwahara, S.Yamadaand, F.Matsumura, “A new repulsive type magnetic bearing modeling and control” , IEEE International Conference on Volume 1, 26-29 Page(s):255 – 261 Vol.1, May 1997.

[8] 顏明憲, “Magnetic Bearing Design with Single-axis Active Control”,國立台灣大學電機系工程學研究所,2003年6月.

[9] 李孟賢, “單軸磁浮軸承”,國立清華大學動力機械所碩士論文,1997年7月.

[10] I.D.Silva,O.Horika, “An attraction-type magnetic bearing with control in a single direction” , IEEE Transactions on Industry Application, Vol.36, No.4, July/August 2000.

[11] Y.Zhilichev, “Analysis of a magnetic bearing pair with a permanent magnet excitation” , IEEE Transactions on Magnetics, Vol.36, No.5, September 2000.

[12] 林彥宏, “半主動式磁浮風扇之分析、設計與實作”,國立清華大學動力機械工程學系研究所,2005年7月

[13] 莊坤富, “被動式磁浮軸承之設計、分析與實作”,國立清華大學動力機械工程學系研究所,2004年7月

[14] 磯部昭二, “電氣機械設計法新定版”, 1992年5月15號, 開發社出版

[15] M. Tadjine, M. M’Saad, L. Dugard, “Discrete-Time Compensators with Loop Transfer Recovery.” , IEEE Transactions on automatic control, Vol.39, No.6, June 1994.

[16] Siri Weerasooriya, Member, IEEE, and Duc T. Phan, “Discrete-Time LQGLTR Design and Modeling of a Disk Drive Actuator Tracking Servo System” , IEEE Transaction on Industrial Electronics, Vol.42, No.3, June 1995.

[17] Sang-Min Suh, Chung Choo Chung, and Seung-Hi Lee, “Discrete-Time LQG/LTR Dual-Stage Controller Design in Magnetic Disk Drives” , IEEE Transactions on Magnetics, Vol.37, No.4, July 2001.

[18] M.A. Dahleh and I.D. Diaz-Bobillo, “Control of Uncertain Systems” , New Jersey, Prentice-Hall,Inc.,1995.

[19] J.C. Doyle, B.A. Francis, and A.R. Tannenbaum. “Feedback Control Theorey” , NY: Macmillan Publishing Company. 1992.

全文公開日期本全文未授權公開 (校內網路)
全文公開日期本全文未授權公開 (校外網路)

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