干燥設(shè)備干燥設(shè)備是一種新型干燥設(shè)備，是利用干燥設(shè)備力將轉(zhuǎn)子懸浮于空中，然后用電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的一種干燥設(shè)備。干燥設(shè)備干燥設(shè)備和普通干燥設(shè)備想比具有無(wú)康擦、無(wú)損耗等優(yōu)點(diǎn)，并越來(lái)越多的應(yīng)用在高速機(jī)械加工和儲(chǔ)能飛輪等高速和真空領(lǐng)域中。干燥設(shè)備干燥設(shè)備系統(tǒng)控制方式一般為模擬控制方式和數(shù)字控制方式，模擬電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性高，但難于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制算法，動(dòng)態(tài)性能差。墓于程序的數(shù)字控制器（OSp等）能夠?qū)崿F(xiàn)高性能的控制算法，但是必須順序執(zhí)行程序，延遲較大，實(shí)時(shí)性差。本文提出一種基于FPGA的設(shè)計(jì)，「PGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程大規(guī)模門(mén)陣列）近年來(lái)異軍突起，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，由于其為硬件編程，處理方式為并行執(zhí)行，既有高實(shí)時(shí)性，又可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算發(fā)，從而解決了上述矛盾。成。定子和轉(zhuǎn)子之間的空隙平均為1mm，轉(zhuǎn)子直徑為6Omm，定子厚度為48mm。定子包括8個(gè)干燥設(shè)備鐵，其中4個(gè)產(chǎn)生的干燥設(shè)備力在y軸把轉(zhuǎn)子控制在平衡位t，另外4個(gè)轉(zhuǎn)子在x軸方向控制轉(zhuǎn)子川。

每個(gè)垂直方向上包括一個(gè)位移傳感器來(lái)測(cè)t轉(zhuǎn)子和定子之間的位移干燥設(shè)備，每個(gè)線圈外接一個(gè)電流感器。干燥設(shè)備干燥設(shè)備系統(tǒng)是非穩(wěn)定性系統(tǒng)，孺要控制系路控制轉(zhuǎn)子在穩(wěn)定的位t旋轉(zhuǎn)。本文采用雙閉環(huán)反饋轉(zhuǎn)子的位移，而內(nèi)環(huán)為PI控制，穩(wěn)定線圈電流。PIO控制看似簡(jiǎn)單，但實(shí)際上關(guān)于調(diào)節(jié)比例、微分、積分環(huán)節(jié)的最優(yōu)參數(shù)卻是永無(wú)止境的。本系統(tǒng)中的整定好的參數(shù)由上位機(jī)通過(guò)單片機(jī)輸入到「PGA。在「PCA中實(shí)現(xiàn)PIO控制器，PIO控制器主要包括三個(gè)運(yùn)算單元：比例運(yùn)算、積分運(yùn)算、徽分運(yùn)算。把PIO算法轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式可以表示為141:u(n）·K,e(n)＋式Ze(n)＋凡［e(n）一c(n一！)l(S)(5）中。（n）為時(shí)刻日D的輸出，。

（n）為誤差信號(hào)（反饋信號(hào)禾川及定信號(hào)的差值），心為比例系數(shù)，‘為積分系數(shù)，凡為微分系數(shù)。各個(gè)系數(shù)以及輸入數(shù)據(jù)均用浮點(diǎn)數(shù)表示，以提高系統(tǒng)性能。三個(gè)運(yùn)算單元均用VerilogHOL描述完成，分別用一個(gè)寄存器來(lái)寄存運(yùn)算結(jié)果。2.2三電平叭附M功率放大器原理叭附M功率放大器分為：兩電平功率放大器和三電平功率放大器，其中兩電平功率放大器是功率放大器的輸出為＋U或者一（u為全橋電路供電電壓），電流紋波振幅為：△i二些2L(6)其中為直流電壓，幾為開(kāi)關(guān)周期，從方程（6）我們可以看出電流紋波振幅正比于直流電壓而反比于開(kāi)關(guān)頻率。如果通過(guò)提高直流電壓來(lái)得到一個(gè)陡峭的電流上在這種情況下電流以的速度緩慢下降。在干燥設(shè)備干燥設(shè)備系統(tǒng)中由干轉(zhuǎn)子大部分時(shí)間能夠在線圈的中心旋轉(zhuǎn)，只有轉(zhuǎn)子位里或線圈電流超出或低于一定的范圍，線圈才處于充電和放電狀態(tài)，而大部分時(shí)間處于續(xù)流狀態(tài)，因而大大減小了開(kāi)關(guān)頻率。2.3三電平日柑M功率放大器設(shè)計(jì)數(shù)字功率放大器模塊主要包括兩部分：日四M載波產(chǎn)生模塊和控制邏輯產(chǎn)生模塊。n柑M載波產(chǎn)生模塊主要產(chǎn)生三角波，其設(shè)計(jì)原理為：在FPCA中設(shè)皿一個(gè)寄存器和一個(gè)計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器包括使能和清零信號(hào)輸入，在使能信號(hào)為真時(shí)，計(jì)干燥設(shè)備算器向上計(jì)

數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到一個(gè)設(shè)定值（N）時(shí)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始向下計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器值為零時(shí)，計(jì)數(shù)器再次向上計(jì)數(shù)，依次循環(huán)，通過(guò)一個(gè)寄存器輸出，即可得到一個(gè)最大值為N的三角波。控制邏輯產(chǎn)生模塊的控制策略為：l）設(shè)在時(shí)刻三角波的輸出為城t),PIO模塊的輸出為，(t)，控制邏輯產(chǎn)生模塊輸出為QI、QZ、Q3、Q4。2）當(dāng)e(t）之。時(shí)，干燥設(shè)備線圈為續(xù)流狀態(tài)或充電狀態(tài)，e(t)＞城t)，線干燥設(shè)備圈處于充電狀態(tài)，找O'n(t)，線圈處于于設(shè)定值M逐漸增加到超出M時(shí)，可以從ql、qZ、q3、q4的狀態(tài)看出，系統(tǒng)大部分時(shí)間處于續(xù)流狀態(tài)(q1qZq3q4=1010)，只有在位移遠(yuǎn)離設(shè)定值時(shí)才會(huì)出現(xiàn)充電、放電狀態(tài)，從而大大減少了開(kāi)關(guān)頻率，陽(yáng)氏系統(tǒng)功率。在move值遠(yuǎn)低于設(shè)定值時(shí)，q1qZq3q4=1001，系統(tǒng)進(jìn)入充電狀態(tài)。在move值遠(yuǎn)高于設(shè)定值時(shí)，q1qZq3q4=0110，系統(tǒng)進(jìn)入放狀態(tài)。從實(shí)時(shí)性上考慮，「PGA為硬件編程，壓肋頻率可以達(dá)幾百兆赫茲，并且并行處理，從反饋信號(hào)輸入到控制信號(hào)輸出，時(shí)間延遲只有幾百納秒，實(shí)時(shí)性和動(dòng)態(tài)性能非常好。4結(jié)束語(yǔ)本文研究了干燥設(shè)備干燥設(shè)備的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，然后提出了基于FpGA的設(shè)計(jì)，對(duì)控制系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行了原理性分析和設(shè)計(jì)，并且在設(shè)計(jì)中引入PIO控制等算法，提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。在此墓礎(chǔ)上，本設(shè)計(jì)還有待進(jìn)一步完善，可以引入一些復(fù)雜控制算法，如模糊控制、遺傳算法等等，對(duì)于這些算法「pCA實(shí)現(xiàn)還需進(jìn)一步深入研究。