Analiza sprężystości i tłumienia przy lokowaniu biegunów w systemie aktywnego zawieszenia magnetycznego

• Autorzy: Piłat A.

Warianty tytułu

EN

Stiffness and damping analysis for pole placement method applied to active magnetic suspension

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Autor przedstawia nieliniowy model aktywnego zawieszenia magnetycznego sterowanego prądowo, jego linearyzację w punkcie pracy oraz syntezę stabilizującego sprzężenia zwrotnego ze szczególnym nastawieniem na własności dynamiczne układu zamkniętego. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń prezentowany jest rozkład biegunów układu otwartego i zamkniętego. Analizuje się własności dynamiczne układu zamkniętego, jakie możliwe są do uzyskania w skutek zamknięcia pętli sprzężenia zwrotnego. Dokonane obliczenia rozszerza się na obszar dopuszczalny stabilizacji obiektu celem zilustrowania zmian parametrów regulatora stabilizującego. Przeprowadzone badania eksperymentalne pokazują możliwości programowej zmiany własności układu zawieszenia magnetycznego ze sprzężeniem zwrotnym.

EN

The Author presents the nonlinear model of the active magnetic suspension system controlled by current, its linearization and stabilizing controller synthesis with a special attention given to the dynamical properties of the closed-loop system. The open and closed loop poles are given using analytical forms. The detailed analysis of closed loop poles and system properties is specially discussed. The analytical calculations show a range of controller parameters and their influence on system dynamics. The experimental results confirms the analytical considerations and shows the object levitation with a given performance.

Słowa kluczowe

PL

aktywne zawieszenie magnetyczne; sterowanie w czasie rzeczywistym; wartości własne; stabilność; sprężystość; tłumienie

EN

active magnetic suspension; real-time control; eigenvalues; stability; stiffness; damping

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 13, z. 1
• Strony: 43--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. [25] poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Piłat A.

• Katedra Automatyki, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

Bibliografia

• Ahrens M., Sturgess K. 2000: Oil Free Compressor Systems for Gas Pipelines: Is Now The Time? 7th international Symposium on Magnetic Bearings, 23-25 August, ETH Zurich, Switzerland, s. 7
• Auer F., Beek H. 1994: Practical Application of a Magnetic Bearing and Linear Propulsion Unit for Six Degrees of Freedom Positioning. 4th International Symposium on Magnetic Bearing, 23-26 August, Zurich, Switzerland, . s. 183-188
• Bania P. 1999: Modele i sterowanie magnetyczną lewitacją. Praca Dyplomowa, Katedra Automatyki AGH, Kraków
• Baranowski J., Piątek P., Piłat A. 2008: Nonlinear observer design for the magnetic levitation system. Recent advances in control and automation, Warsaw, Academic Publishing House EXIT. s.. 63-72
• Bohn G. 1981: The Electromagnetic Levitation and Guidance Technology of The 'TRANSPID' Test Facility Emsland. IEEE Transactions on Magnetics, vol. MAG-20, no. 5, s. 1666-1671
• Canders W., Ueffmg N., Schrader U., Larsonneur R. 1994: MTG400: A Magnetically Levitated 400 KW Turbo Generator System for Natural Gas Expansion. 4th International Symposium on Magnetic Bearings, 23-26 August, Zurich, Switzerland, s. 435-40
• Gosiewski Z., Falkowski K. 1996: Two-Axial Gyroscope with Magnetically Supported Rotor. 5th International Symposium on Magnetic Bearings, 28-30 August, Kanazawa, Japan, s. 65-70
• Hilton E., Allaire P., Baloh M. 1998: Magnetic Suspension Test Controller for a New Continuous Flow Ventricular Assist Device. 6th International Symposium on Magnetic Bearings, 5-7 August, Massachusetts, USA, s. 87-94
• Kozanecka D. 2000: Digitaly controlled magnetic bearing, (in Polish), Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej, Łódź
• Maslen E. 1999: Magnetic Bearings. University of Virginia, Department of Mechanical, Aerospace and Nuclear Engineering, Charlottesville, Virginia
• Mitkowski W. 1991: Stabilizacja systemów dynamicznych. Warszawa, WNT
• Mitkowski W. 2000: Systemy dynamiczne. Kraków, UWND AGH
• Miyagawa Y., Hameno H., Takahata R., Ueyama H. 1998: A 0.5KWh Flywheel Energy Storage Systeme using A High-Tc Superconducting Magnetic Bearings. 6th International Symposium on Magnetic Bearings, 5-7 August, Massachusetts, USA
• Piłat A. 2002: Control of magnetically levitated systems. Ph.D. Dissertation (in Polish), AGH University of Science and Technology, Kraków, Poland
• Piłat A. 2005: Programmable analog hardware for control systems exampled by magnetic suspension. Proc. of Computer Methods and Systems, November 2005, Kraków, Poland, s. 143-148
• Piłat A. 2006: PD control strategy for 3 coils AMB. Proceedings of 10th International Symposium on Active Magnetic Bearings, August 2006, Martigny, Switzerland
• Piłat A. 2008: Active magnetic suspension and bearing. Modelling and simulation, InTech Education and Publishing, Vienna, s. 453-70
• Piłat A., Piątek P. 2002: Influence of PWM control parameters on the control quality for magnetic levitation system. XIV KKA, Zielona Góra, 24-27 czerwca, s. 1105-1108
• Piłat A., Turnau A. 2005: Self-organizing fuzzy controller for magnetic levitation system. Proc. of Computer Methods and Systems, November 2005, Kraków, Poland, s. 101-106
• Piątek P., Piłat A. 2008: Multichannel control & measurement board with parallel data processing. Recent advances in control and automation, Warsaw, Academic Publishing House EXIT, s. 373-380
• Sinha P.K. 1984: Design of Magnetically Levitated Vehicle. IEEE Transactions On Magnetics, vol. MAG-20, no. 5, s. 1672-1674
• Sinha P.K. 1987: Electromagnetic Suspension. Dynamics & Control. London, Peter Perginus Ltd.
• Suzuki S., Kawashima M., Hosoda. Y, Tanida T. 1984: HSST-03 System. IEEE Transactions On Magnetics, vol. MAG-20, no. 5, s. 1675-1677
• Taniguchi M., Ueyama H. 1996: Cutting Performance of Digital Controlled Milling AMB Spindle. 5th International Symposium on Magnetic Bearings, 28-30 August, Kanazawa, Japan, s. 375-379
• Vuillemin R., Awschlimann B. 1998: Low Cost Active Magnetic Bearings for Hard Disk Drive Spindle Motors. 6th International Symposium on Magnetic Bearings, 5-7 August, Massachusetts, USA, s. 3-9