磁懸浮儲能飛輪強陀螺效應的抑制研究.pdf

1、磁懸浮儲能飛輪作為一種新型儲能方式，具有儲能密度高、無污染、壽命長等優(yōu)點，在諸多領域擁有廣泛應用前景。磁懸浮儲能飛輪需運行在高轉速下運行的特性使控制其穩(wěn)定性成為運行在高轉速下的特性使控制其穩(wěn)定運行成為飛輪研究熱點。但由于飛輪轉子在高速下會產生強陀螺效應，對剛性模態(tài)下的轉子影響非常大，因此開展磁懸浮儲能飛輪的強陀螺效應的研究及抑制工作對于提高飛輪儲能系統(tǒng)的效率具有重要意義。
　　本文針對高速旋轉下磁懸浮飛輪的強陀螺效應問題，分析了其

2、分散PD控制和交叉反饋控制抑制原理和方法，針對目前阻尼器與磁軸承異位安裝導致的檢測位移不一致問題，提出一種新型同位阻尼的磁軸承用于陀螺效應的抑制，以此優(yōu)化陀螺效應的振動抑制及致穩(wěn)問題。
　　首先，介紹了磁懸浮飛輪的磁軸承系統(tǒng)基本工作原理，建立了單自由度和四自由度磁軸承動力學模型，闡述了陀螺效應產生原理以及陀螺力矩對轉子的影響，提出結合阻尼作用力的分散PD控制和交叉反饋控制轉子運動方程并建立其控制方程。
　　其次，基于考慮磁矢

3、位的電磁阻尼原理提出了一種新型同位阻尼模型，根據電磁場理論建立了新型同位阻尼磁軸承中的阻尼模型，并對阻尼特性進行仿真分析和優(yōu)化，取得阻尼力的分布情況及與電流關系。同時，基于新型同位阻尼磁軸承進行抑制陀螺效應的控制系統(tǒng)建模，包括分散PD控制和交叉反饋控制模型，并對控制系統(tǒng)參數(shù)整定提出計算方法。
　　最后，在MATLAB/Simulink環(huán)境下分別建立了新型同位阻尼磁軸承的分散PD控制和交叉反饋控制下仿真模型，取得阻尼抑制陀螺特性描述