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车用飞轮电池磁悬浮转子系统的抗振性研究
| 论文题名： | 车用飞轮电池磁悬浮转子系统的抗振性研究 |
| 关键词： | 车用飞轮电池;磁悬浮转子系统;抗振性能;控制器;仿真设计 |
| 摘要： | 飞轮电池是一种新型机电能量转换与储存装置，具有大储能量、高功率、无污染、高效率、长寿命、无噪声等优越的综合性能，被认为是近期最有希望和最有竞争力的储能技术。越来越多的研究表明，飞轮电池是电动汽车或混合动力汽车最理想的动力电池之一。因此，作为飞轮电池的重要组成部分，研究磁悬浮转子系统在车载状态下的抗振性能，直接决定着飞轮电池在汽车这个领域应用前景和命运。 本文首先建立了随机路面激励下车用飞轮电池磁悬浮转子振动系统的数学模型；然后设计了恰当的模糊PID控制器；最后并对其进行数值仿真。结果表明，采用这种控制器的车用飞轮电池磁悬浮转子系统具有较好的抗振性能。主要工作和成果如下： 1．从节约能源、减少功率能耗的角度出发，根据实际要求，设计了一种永磁铁提供偏置磁场，电磁铁只提供平衡负载或外界干扰的动磁场的混合磁力轴承；然后对设计的混合磁力轴承的动特性进行分析，并推导了该磁轴承的电流刚度系数和位移刚度系数。 2．通过分析随机路面的统计特性，采用成形滤波白噪卢的方法建立了路面输入的仿真模型；然后，在对汽车和飞轮电池磁悬浮转子系统的分析和合理简化的基础上，建立了9自由度的车用飞轮电池磁悬浮转子振动系统的数学模型。 3．建立单自由度磁悬浮转子系统的数学模型，分析了系统的稳定性的条件，设计了PID控制系统，在对系统稳定性研究的基础上，择优整定了PID控制器的三参数。考虑到系统的复杂性和PID控制的局限性，在综合分析控制系统与系统刚度阻尼和系统稳定性的关系的基础上，设计了一种理论上更好的模糊PID控制器。最后，建立两种不同控制器下车用飞轮电池磁悬浮转子振动系统的仿真模型，并对其进行仿真及结果对比分析。 通过结果分析可知，采用模糊PID控制的车用飞轮电池磁悬浮转子系统的抗振性能更佳，可做为飞轮电池磁悬浮轴承的参考控制器。本文为进一步研究其抗振性奠定了一定的基础。 |
| 作者： | 刘立果 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 谢伟东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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