6-DOF磁悬浮轴承同步数据采集系统设计

２００８年１月第１５卷第１期控制工程ＣｏｎｔｒｏｌＥｒ西ｎｅｅｒｉＩｌｇｏｆＣｈｉｎａＪａｎ．２００８Ｖ０１．１５，Ｎｏ．１文章编号：１６７１．７８４８｛２００８）０１－００７８－０４

６－ＤＯＦ磁悬浮轴承同步数据采集系统设计

关新，郭庆鼎

（沈阳工业大学电气工程学院。辽宁沈阳１１００２３）

摘要：以６自由度磁悬浮定位平台控制系统为研究对象，结合被控对象的实际特点，在

平面磁悬浮平台（ＰＡＭＢ）数学模型的基础上。介绍了一种用于磁悬浮轴承实时控制的数据采集

与处理系统。采用ＩＹＳＰ作为主控单元，对传感器信号高速采集。由于Ａ／Ｄ集成在ＤＳＰ内部，

可以对两路信号精确同步采样。对数据进行运算后。实现Ｄ／Ａ转换输出控制电压信号。控常４

软件采用ＪＴＡＧ接口下栽到ＤＳＰ的内部闪存。为了方便实时改写参数，还设计了ＤＳＰ与计算机

通讯接口。仿真结果表明，这种控制方案有较好的动态和静态特性。

关键词：主动磁悬浮轴承平台；数字信号处理；６自由度；同步采样

中图分类号：ＴＰ７０３文献标识码：Ａ

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１引言２磁悬浮平台系统（ＰＡＭＢ）结构

主动磁悬浮轴承在国外的研究有较长的历史，目前已进入应用阶段，而磁悬浮平台的研究，在国

外只有少数发达国家如法国、荷兰、美国等进行了

这方面的研究和设计，并取得了一定的成果。现在

磁悬浮技术已经成功应用于精密的运动控制中，但

对于这种具有较高运动速度、加速度的磁悬浮定位

平台，为了实现高精度的控制，它的机械耦合、速

度耦合及悬浮力耦合等不可忽略，必须采用复杂的

控制算法，如解耦控制等…，这就需要对多个传感

器信号进行同步采集，并实时运算，输出控制信号，这说明实际应用时运算量较大、成本高。为解决这些问题，提高伺服系统性能，并在被控对象的参数变化时快速处理并保证系统稳定，顺利实现复杂控制算法，以６自由度磁悬浮平台为研究对象，设计了同步数据采集与实时处理系统。磁悬浮平台的系统结构，如图１所示。图１磁悬浮系统结构图

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磁悬浮轴承系统由受控的电磁铁、检测转子位移的传感器、控制器和功率放大器５个主要部分组成。这个平台的关键是三套永磁直线悬浮电机驱动装置，文献［２］中对磁场力提供悬浮力和水平驱动

收稿日期：２００６－１１．１３；收修定稿日期：２００６－１１－２８

基金项目：辽宁省教育厅基金资助项目（２００４１７０１４）

作者简介：关新（１９６６－）。女，辽宁丹东人，讲师，博士，主要从事电机与电器、鲁棒控制、智能控制等方面的教学与科研工作；郭

庆鼎（１９，９－），男，辽宁盖县人，教授，博士生导师。

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