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研究生： 王育隆
論文名稱： 高速磁浮主軸動態分析與控制
指導教授： 葉廷仁
Dr. 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： 2000
畢業學年度： 88
語文別： 中文
中文關鍵詞： 主軸材質撓性現像所產生的彈性變形 、轉子的不平衡現象 、轉子在共振下產生的第一極限速度
外文關鍵詞： gyroscopic, rotor unbalance, rotor vibration, Hinf
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    • 摘 要
    在磁浮主軸系統中，電磁鐵的高頻電磁力會激發主軸撓性之自然頻率，所以轉子會產生自主性振動。以及當主軸轉動時，轉子質心不在幾何中心上，偏心力也會激發主軸撓性的自然頻率，使得轉子在轉動時會產生共振現象。消除主軸的共振現像，便可以減少轉子自然頻率被激發，更可以增加轉子旋轉的穩定性。

    本論文針對主軸材質撓性現像所產生的彈性變形、轉子的不平衡現象(rotor unbalance)、陀螺儀效應(gyroscopic)的影響及轉子在共振下產生的第一極限速度，對上述問題提出理論的分析，並利用 理論對整個系統設計控制器，期能改善轉子旋轉的穩定性，並突破轉速極限。

    目 錄 摘 要……………………………………………………………………..1 誌 謝 辭…………………………………………………………………2 圖 目 錄…………………………………………………………………5 第一章 緒論 7 1. 動機 7 2. 文獻回顧 9 3. 本文架構 11 第二章 磁浮系統模型建立 12 1. 理論模型 12 2. 多自由度剛性主軸分析 15 3. 主軸撓性材質所產生的彈性變形（Vibration） 20 4. 轉子的不平衡現象(rotor unbalance) 24 5. 結論 26 第三章 控制器設計 27 1. 理論及控制器設計 27 1.1、系統穩定分析 28 1.2、性能要求 31 2. LQR(Linear Quadratic Regulator) 33 第四章 模擬結果 35 1. 軸向軸承控制器模擬結果 35 1.1. 控制器設計結果 35 1.2.LQR設計…………………………………………………41 1.3.結果比較………………………………………………….43 2. 徑向軸承控制器模擬結果 44 第五章 結論 47 1、本文貢獻 47 2、未來研究之方向 47 參考文獻 49 附錄一五軸磁浮軸承系統架構 51 圖 目 錄 圖一、一維磁浮系統示意圖…………………………………………..12 圖二、一維線性化模型…………………………………………………14 圖三、剛性主軸的自由體圖……………………………………………15 圖四、主軸偏心示意圖…………………………………………………16 圖五、多自由度剛性主軸………………………………………………19 圖六、撓性主軸示意圖…………………………………………………20 圖七、共振模式示意圖…………………………………………………22 圖八、剛性主軸及主軸振動示意圖……………………………………23 圖九、靜態不平衡的轉子示意圖………………………………………24 圖十、多自由度主軸模型………………………………………………26 圖十一、控制系統架構…………………………………………………27 圖十二、系統示意圖……………………………………………………27 圖十三、乘法型不確定…………………………………………………29 圖十四、化簡後乘法型不確定…………………………………………29 圖十五、加法型不確定…………………………………………………30 圖十六、化簡後加法型不確……………………………………………31 圖十七、廣義控制問題圖示……………………………………………32 圖十八、具有積分型式的LQR模型…………………………………...33 圖十九、加權函數圖……………………………………………………36 圖二十、Loopshapping後的圖形………………………………………36 圖二十一、主軸系統模型方塊圖………………………………………37 圖二十二、 無輸入干擾之輸出位置步階反應圖…………………38 圖二十三、 無輸入干擾之控制電流大小…………………………39 圖二十四、 有輸入干擾之輸出位置步階反應圖…………………39 圖二十五、 有輸入干擾之控制電流大小…………………………40 圖二十六、輸入干擾至輸出之波德圖…………………………………41 圖二十七、LQR控制器步階響應無干擾輸入……………………….42 圖二十八、LQR控制器控制電流無干擾輸入……………………….42 圖二十九、LQR控制器步階響應有干擾輸入……………………….43 圖三十、LQR控制器控制電流有干擾輸入…………………………..43 圖三十一、徑向軸承步階響應圖………………………………………44 圖三十二、徑向軸承步階響應控制電流圖……………………………45 第一章

    [1]Kai-Yew Lum, Vincent T. Coppola, and Dennis S. Bernstein ,”Adaptive Autocentering Control for an Active Magnetic Bearing Supporting a Rotor with Unknow Mass Imbalance,” in IEEE Trans. on Control Systems Technology,Vol.4 1996,pp.587-597.
    [2] T. Higuchi,T. Mizumo,and M. Tsukamoto,”Digital control system for magnetic bearings with automatic balanceing,” in Proc. 2nd Int. Symp. Magn. Bearings,July 12-14,1990,Tokyo,Japan,pp.27-32.
    [3] R. Larsonneur and R. Herzog,”Feedforward compensation of unbalance:New results and application experiences,”in Proc. IUTAM Symp. Active Contr. Vibration, Sept. 1994, Bath, U.K.
    [4] K. Nonami and T. Ito,” -Synthesis of Flexible Rotor-magnetic Bearing System,” IEEE trans. in Control Systems and Technology, Vol.4,pp.503-512,1996.
    [5] T. Kubota and K. Youcef-Toumi,”Limitation of Linear Controllers for Precision Magnetic Bearing wuth Uncertainties,”in Proc. Of American Control Conference, June 1998, Philadelphia,
    [6] Fumio Matsumura, Masaayuki Fujita, Kazuhiro Hatake,and Masatishi Hirai,”ELIMINATION OF UNBALANCE VIBRATION IN AMB SYSTEMS USING GAIN SCHEDULED ROBUST CONTROLLERS,” in Proc. 4th Int. Symp. Magn. Bearings, August 1994,ETH Zurich,pp.113-118.
    [7] Kenzo Nonami, Hirochika Ueyama, and Yutaka Seg awaa,” CONTROL OF MILLIMG AMB SPINDLE,” in Proc. 4th Int. Symp. Magn. Bearings, August 1994,ETH Zurich,pp.531-536.
    [8] DARA CHILDS,”Turbomachinery Rotor Dynamics: Phenomena, Modeling, and Analysis,”John Wiley & Sons, INC.,1993
    [9] Gerhard Schweitzer,Hannes Bleuler,and Alfons Traxler,”Active Magnetic Bearings:Basic,Properties and Applictions of Active Magnetic Bearings,”vdf Houchschulverlag AG an der ETH Z rich,1994.
    [10] C R Burrows, P S Keogh,and R Tasaltin,”Closed-loop vibration control od flexible rotors-an experimental study,”in proc. Instn. Mech. Engrs. Vol.207 Part C:Journal of Mechanical Engineering Science 1993,pp.1-17.

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