| 摘要 | 第13-15页 |
| ABSTRACT | 第15-16页 |
| 缩略语 | 第17-18页 |
| 第一章 绪论 | 第18-36页 |
| 1.1 研究背景 | 第18-25页 |
| 1.1.1 低振动高精度卫星的现实需求 | 第18-20页 |
| 1.1.2 磁悬浮惯性执行机构技术的发展现状 | 第20-23页 |
| 1.1.3 磁悬浮GMW需解决的关键控制问题 | 第23-25页 |
| 1.2 磁轴承-转子系统相关控制技术研究综述 | 第25-33页 |
| 1.2.1 悬浮偏转控制技术 | 第25-27页 |
| 1.2.2 主动振动控制技术 | 第27-31页 |
| 1.2.3 控制器与功放技术 | 第31-33页 |
| 1.3 论文主要研究内容与组织结构 | 第33-36页 |
| 第二章 磁悬浮GMW工作原理与动力学建模 | 第36-51页 |
| 2.1 引言 | 第36页 |
| 2.2 磁悬浮GMW工作原理 | 第36-38页 |
| 2.2.1 系统组成与工作原理 | 第36-37页 |
| 2.2.2 径向永磁偏置混合磁轴承原理 | 第37页 |
| 2.2.3 偏转安培力磁轴承原理 | 第37-38页 |
| 2.3 控制系统动力学建模 | 第38-47页 |
| 2.3.1 RHMB磁力模型 | 第38-39页 |
| 2.3.2 TAFMB电磁力矩模型 | 第39-40页 |
| 2.3.3 MBRS动力学模型 | 第40-44页 |
| 2.3.4 功放与传感器模型 | 第44-46页 |
| 2.3.5 闭环控制系统总模型 | 第46-47页 |
| 2.4 控制系统干扰建模 | 第47-50页 |
| 2.4.1 不平衡干扰模型 | 第47页 |
| 2.4.2 SR&MR干扰模型 | 第47-49页 |
| 2.4.3 考虑三种振动干扰时的磁悬浮GMW控制系统模型 | 第49-50页 |
| 2.5 本章小节 | 第50-51页 |
| 第三章 磁悬浮GMW悬浮与偏转控制方法 | 第51-73页 |
| 3.1 引言 | 第51页 |
| 3.2 RHMB悬浮控制与参数辨识 | 第51-60页 |
| 3.2.1 PID+低通滤波悬浮控制器 | 第51-54页 |
| 3.2.2 径向悬浮实验研究 | 第54-56页 |
| 3.2.3 参数辨识方法设计与实验验证 | 第56-60页 |
| 3.3 两相TAFMB偏转控制与RHMB偏转被动刚度辨识 | 第60-65页 |
| 3.3.1 解耦PID偏转控制器 | 第60-63页 |
| 3.3.2 偏转控制实验研究 | 第63页 |
| 3.3.3 RHMB被动偏转刚度辨识 | 第63-65页 |
| 3.4 三相星形连接TAFMB结构与偏转控制策略 | 第65-72页 |
| 3.4.1 基本结构与功率电路拓扑 | 第65-66页 |
| 3.4.2 力矩特性分析与三相线圈的SVPWM | 第66-69页 |
| 3.4.3 偏转控制策略与仿真分析 | 第69-72页 |
| 3.5 本章小节 | 第72-73页 |
| 第四章 MBRS偏转运动扩展Nyquist稳定性判别方法 | 第73-93页 |
| 4.1 引言 | 第73页 |
| 4.2 一类二阶反对称时滞陀螺耦合系统的频域分析方法 | 第73-83页 |
| 4.2.1 问题描述 | 第73-75页 |
| 4.2.2 扩展Nyquist稳定性判据 | 第75-76页 |
| 4.2.3 基于相对稳定裕度理论的参数稳定区间求解方法 | 第76-79页 |
| 4.2.4 算例分析 | 第79-83页 |
| 4.3 MBRS系统偏转运动CCTF特性分析 | 第83-87页 |
| 4.3.1 复变量、实变量收敛等价性 | 第84-85页 |
| 4.3.2 MBRS偏转运动的CCTF | 第85-86页 |
| 4.3.3 偏转运动开环传递函数特点分析 | 第86-87页 |
| 4.4 基于扩展Nyquist稳定性判据的MBRS稳定性分析 | 第87-92页 |
| 4.4.1 MBRS绝对稳定性判据 | 第88-90页 |
| 4.4.2 MBRS相对稳定裕度与转速稳定区间 | 第90-92页 |
| 4.5 本章小节 | 第92-93页 |
| 第五章 磁悬浮GMW不平衡振动控制机理分析 | 第93-122页 |
| 5.1 引言 | 第93-94页 |
| 5.2 单频点分析方法与三种自适应同频信号处理器 | 第94-99页 |
| 5.2.1 单频点分析方法及其理论依据 | 第94页 |
| 5.2.2 开环同频信号放大器(OSSA)的时频域特性分析 | 第94-95页 |
| 5.2.3 自适应同频信号放大器(ASSA)作用机理分析 | 第95-97页 |
| 5.2.4 自适应同频信号陷波器(ASSNF)作用机理分析 | 第97-98页 |
| 5.2.5 自适应同频信号选择器(ASSPF)作用机理分析 | 第98-99页 |
| 5.3 RHMB零同频位移控制(ZSDC)机理分析与仿真 | 第99-104页 |
| 5.3.1 ZSDC机理单频点分析 | 第100-101页 |
| 5.3.2 ZSDC稳定性分析与加权矩阵选择 | 第101-103页 |
| 5.3.3 仿真分析 | 第103-104页 |
| 5.4 RHMB零同频电流控制(ZSCC)机理分析与仿真 | 第104-108页 |
| 5.4.1 ZSCC机理单频点分析 | 第104-106页 |
| 5.4.2 ZSCC稳定性分析与加权矩阵选择 | 第106-107页 |
| 5.4.3 仿真分析 | 第107-108页 |
| 5.5 RHMB零同频振动力控制(ZSFC)机理分析与仿真 | 第108-113页 |
| 5.5.1 ZSFC拓扑结构 | 第108-109页 |
| 5.5.2 ZSFC机理单频点分析 | 第109-111页 |
| 5.5.3 ZSFC稳定性分析与加权矩阵选择 | 第111页 |
| 5.5.4 基于单频点校正的位移刚度力超前补偿方法 | 第111-112页 |
| 5.5.5 仿真分析 | 第112-113页 |
| 5.6 TAFMB不平衡振动控制机理分析与仿真 | 第113-120页 |
| 5.6.1 ZSAC机理分析 | 第114-115页 |
| 5.6.2 ZSCC与ZSTC机理分析 | 第115-117页 |
| 5.6.3 仿真分析 | 第117-120页 |
| 5.7 本章小节 | 第120-122页 |
| 第六章 磁悬浮GMW的SR&MR振动机理分析与抑制方法 | 第122-143页 |
| 6.1 引言 | 第122页 |
| 6.2 RHMB的SR&MR振动机理分析 | 第122-131页 |
| 6.2.1 考虑SR&MR时转子悬浮状态分析 | 第122-124页 |
| 6.2.2 考虑SR&MR同频量时不平衡振动控制器响应分析 | 第124-128页 |
| 6.2.3 仿真分析与结果讨论 | 第128-131页 |
| 6.3 基于超前前馈补偿的RHMB的SR&MR同频振动力抑制方法 | 第131-134页 |
| 6.3.1 SR&MR同频振动力的超前前馈补偿策略 | 第131-132页 |
| 6.3.2 改进的ZSFC同频振动力抑制效果分析 | 第132-133页 |
| 6.3.3 仿真分析 | 第133-134页 |
| 6.4 RHMB的SR&MR的倍频振动力抑制方法 | 第134-138页 |
| 6.4.1 考虑SR&MR倍频干扰时的零倍频振动力控制(ZHFC) | 第134-135页 |
| 6.4.2 考虑SR&MR倍频干扰时的零振动力控制(ZFC) | 第135-136页 |
| 6.4.3 仿真分析 | 第136-137页 |
| 6.4.4 SR与MR差值辨识方法 | 第137-138页 |
| 6.5 考虑SR&MR时TAFMB的零振动力矩(ZTC)抑制方法 | 第138-141页 |
| 6.5.1 基于多级自适应信号陷波器的ZTC方法与分析 | 第138-140页 |
| 6.5.2 仿真分析 | 第140-141页 |
| 6.6 本章小节 | 第141-143页 |
| 第七章 磁悬浮控制系统实现与主动振动控制实验研究 | 第143-158页 |
| 7.1 引言 | 第143页 |
| 7.2 控制系统基本组成 | 第143-149页 |
| 7.2.1 控制系统方案设计与电路设计 | 第143-145页 |
| 7.2.2 DSP与FPGA功能划分与软件方案 | 第145-148页 |
| 7.2.3 基于LabWindows/CVI的监控上位机设计 | 第148-149页 |
| 7.3 低功耗光耦自举全N管H桥三电平功放 | 第149-153页 |
| 7.3.1 光耦自举驱动H桥电路设计 | 第149-151页 |
| 7.3.2 低驱动功耗三电平功放设计 | 第151-153页 |
| 7.4 RHMB的主动振动控制实验 | 第153-157页 |
| 7.4.1 ZSDC实验 | 第153-154页 |
| 7.4.2 ZSCC实验 | 第154-156页 |
| 7.4.3 ZCC实验 | 第156-157页 |
| 7.5 本章小节 | 第157-158页 |
| 第八章 结论与展望 | 第158-160页 |
| 8.1 结论 | 第158-159页 |
| 8.2 展望 | 第159-160页 |
| 致谢 | 第160-161页 |
| 参考文献 | 第161-172页 |
| 作者在读期间取得的学术成果 | 第172-173页 |
| (一)发表学术论文情况 | 第172页 |
| (二)参加课题研究情况 | 第172-173页 |
| 附录 | 第173-174页 |
