磁悬浮轴承

译者序中文版序原书前言第1章 介绍和综述1.1 磁轴承原理1.2 作为机电一体化产品的磁轴承1.3 交通运输、物理学和机械工程中的磁轴承1.4 磁轴承的分类1.5 主动式磁轴承的特性1.6 研究和工业应用实例参考文献第2章 主动式磁轴承原理2.1 作为可控支承的磁轴承2.1.1 主动式与被动式磁轴承2.1.2 控制回路单元2.1.3 磁轴承基本模型2.2 闭环磁轴承的控制回路2.2.1 简单主动式磁轴承控制系统设计2.2.2 主动式与被动式磁轴承的不同2.2.3 PD与PID控制2.2.4 电流与电压控制2.3 反馈控制设计2.3.1 状态空间描述2.3.2 状态与输出反馈控制设计2.4 受迫振动和频率响应2.4.1 谐波激励响应2.4.2 广义频率响应2.4.3 作为有力工具的频率响应参考文献第3章 硬件部件3.1 轴承电磁铁3.1.1 磁力现象3.1.2 铁磁材料的性质3.1.3 磁路3.1.4 磁力3.1.5 轴承磁铁设计3.1.6 几何参数3.1.7 径向轴承承载能力估算3.1.8 止推磁轴承设计3.2 永磁偏置磁轴承3.3 功率放大器3.3.1 模拟功放原理3.3.2 开关功放原理3.4 传感器3.4.1 几个术语3.4.2 位移测量3.4.3 磁通和电流测量3.5 结束语参考文献磁悬浮轴承--理论、设计及旋转机械应用目录第4章 执行器4.1 结构4.2 功率放大器4.3 电磁铁4.4 执行器组合4.5 算例4.5.1 电磁铁模型4.5.2 跨导式功率放大器4.5.3 跨磁导式功率放大器4.6 驱动模式和线性化4.6.1 差动绕组4.6.2 外部线性化4.6.3 功率放大器模式4.7 电磁铁执行器响应限制4.8 系统特性测量参考文献第5章 磁轴承中的损耗5.1 概述5.1.1 转子损耗5.1.2 轴承磁铁（定子）中的损耗5.1.3 功率放大器中的损耗5.1.4 电缆中的损耗5.2 转子中的铁损5.2.1 磁滞损耗5.2.2 涡流损耗5.3 空气动力损耗，风损5.3.1 基本知识5.3.2 圆柱自由转子的拖曳系数5.3.3 多槽定子中闭式圆柱转子的拖曳系数5.3.4 其他方法5.3.5 空气损耗的制动转矩计算5.4 确定转子损耗5.5 降低损耗措施5.5.1 转子损耗5.5.2 轴承磁铁（定子）中的损耗5.5.3 功率放大器中的损耗5.5.4 长电缆中的损耗5.6 不同应用的损耗参考文献第6章 设计准则与限制特征6.1 承载能力6.2 控制器和执行器6.3 速度6.4 尺寸6.5 高温6.6 损耗6.7 精度6.8 智能机械概念6.9 结束语参考文献第7章 刚性转子动力学7.1 简介7.2 惯性特性7.3 弹性支承下的固有振动7.3.1 运动模型和方程7.3.2 运动稳定性7.3.3 固有振动7.4 转速的影响和陀螺效应7.4.1 陀螺动力学7.4.2 前向和反向涡动7.4.3 高转速下的行为7.4.4 非保守力7.5 静和动不平衡7.6 转子激励和临界转速7.6.1 不平衡转子的临界转速7.6.2 其他简谐激励7.6.3 机械传感器和执行器偏差产生的激励7.6.4 不对称引起的参数激励7.6.5 非周期性激励参考文献第8章 磁轴承刚性转子控制8.1 轴承转子模型8.2 反馈控制设计8.2.1 分散控制8.2.2 分散控制的不足8.2.3 平动与锥动模态的解耦控制8.2.4 其他反馈控制原理8.3 不平衡控制8.3.1 磁轴承不平衡控制策略8.3.2 不平衡控制概述8.3.3 不平衡控制实例：UFRC参考文献第9章 数字控制9.1 数字控制与模拟控制比较9.2 数字控制硬件及时序问题9.3 离散时间控制基础9.3.1 由微分方程到差分方程9.3.2 连续时间系统离散后的特性9.3.3 简单的离散时间PD控制例子9.4 离散时间系统控制设计9.5 数字控制的实现9.6 数字控制磁轴承的诊断能力参考文献第10章 柔性转子动力学10.1 介绍10.2 Jeffcott转子--一种简化的柔性转子10.2.1 Jeffcott转子的力学模型10.2.2 圆盘的运动方程10.2.3 固有振动和固有频率10.2.4 受迫不平衡振动10.2.5 外阻尼的影响10.2.6 轴承弹性的影响10.3 连续质量刚度分布的弹性转子10.3.1 弹性转子建模10.4 基于有限元法的运动方程10.4.1 转子系统单元10.4.2 虚功原理10.4.3 单元矩阵和全局矩阵10.4.4 转子系统矩阵的通用结构10.4.5 固有振动：固有频率和模态10.4.6 实例：航空发动机柔性转子实验台架10.4.7 受迫不平衡振动10.5 磁轴承柔性转子10.5.1 力和位移10.5.2 运动方程10.5.3 磁轴承柔性转子的状态空间表达10.6 有限元模型的简化10.6.1 子结构技术10.6.2 平衡降阶10.7 结束语参考文献第11章 系统辨识11.1 介绍11.2 旋转机械动力学特性11.3 物理与/或模态参数的辨识11.3.1 转子动力学模型11.3.2 频率响应函数测量11.3.3 参数估计11.4 通过磁轴承激振转子11.4.1 力与运动的激振与控制11.4.2 力的测量技术11.5 辨识的应用11.5.1 磁轴承旋转结构的模态分析11.5.2 滑动轴承及密封的转子动力学参数辨识11.5.3 通过辨识对一台泵进行诊断11.6 结束语参考文献第12章 挠性转子控制12.1 挠性效应12.1.1 带宽12.1.2 不重合12.2 模型结构12.3 模型单元与组合12.3.1 执行装置12.3.2 转子12.3.3 传感器、抗混叠滤波器与采样延迟12.3.4 完整模型12.3.5 示例模型12.3.6 包括壳体及子结构12.3.7 闭合环路12.3.8 磁轴承系统模型的一些注意事项12.4 最简单的控制：重合分散PID12.4.1 PID控制概念12.4.2 PID控制实例12.5 性能评估12.5.1 信号权重12.5.2 向量范数12.5.3 奇异值12.5.4 实例12.6 不重合分散PID控制12.7 敏感度12.7.1 小增益理论12.7.2 实例12.7.3 ISO敏感度12.7.4 实例：挠性转子的输出敏感度12.7.5 磁轴承系统敏感度的一般性意见12.8 不重合混合PID控制12.8.1 稳定H11（“锥形模态”）12.8.2 稳定H22（“平动模态”）12.9 ∞范数12.1 0∞控制12.1 0.1 问题描述12.1 0.2 解的结构12.1 0.3 解的性能12.1 1μ控制12.1 1.1 解μ综合问题12.1 1.2 μ控制器的性能12.1 2非对称的例子12.1 3陀螺效应12.1 4不平衡控制12.1 4.1 最小化控制量12.1 4.2 最小化响应12.1 4.3 混合优化12.1 4.4 实现12.1 5结束语参考文献第13章 保护轴承13.1 转子与机壳的触碰综述13.2 触碰模型13.2.1 实验台架13.2.2 接触力模型13.3 涡动运动13.3.1 涡动运动建模13.3.2 涡动运动实验13.3.3 初始状态对涡动发展的影响13.4 球轴承13.5 设计考虑13.6 结束语参考文献第14章 动力学与容错控制问题14.1 避免碰摩14.1.1 典型故障14.1.2 部件冗余14.2 碰摩动力学14.2.1 刚性盘模型14.2.2 完整的转子磁轴承系统14.2.3 接触模式稳定14.3 碰摩前与碰摩期间的控制14.3.1 刚性盘模型14.3.2 避免接触14.3.3 从接触中恢复参考文献第15章 自传感磁轴承15.1 概念15.2 动机15.3 控制方法15.3.1 线性时不变模型15.3.2 线性周期方法15.3.3 开关纹波15.4 遗留技术挑战15.4.1 纹波幅度15.4.2 涡流15.4.3 饱和15.5 结束语参考文献第16章 自轴承电动机16.1 引言16.2 P±2型自轴承电动机16.2.1 结构与原理16.2.2 实验结果与思考16.3 混合型自轴承电动机16.3.1 结构与原理16.3.2 实验结果与思考16.4 洛伦兹型自轴承电动机16.4.1 结构与原理16.4.2 实验结果与思考16.5 轴向自轴承电动机16.5.1 结构与原理16.5.2 实验结果和思考16.6 人工心脏泵的应用16.6.1 动机16.6.2 径向电动机离心泵16.7 结束语参考文献第17章 微型磁轴承17.1 微型磁性执行器及其微缩17.1.1 MEMS17.1.2 微型磁轴承的一些潜在应用领域17.1.3 常常被低估：微型磁性执行器与静电执行器的潜力对比17.1.4 微缩电磁铁17.1.5 无接触轴承的微缩17.1.6 微型转子的空气动压效应17.2 磁轴承型式的分类17.3 抗磁转子轴承17.3.1 基础17.3.2 优化抗磁轴承的永久磁铁布局17.3.3 与永磁轴承的联合17.3.4 利用永磁轴承和抗磁稳定被动悬浮一个80g转子17.4 微型主动式磁轴承17.5 300万r/min的微型轴承17.5.1 系统装置17.5.2 感应电动机17.5.3 不同压力下的风损17.5.4 转速的测量17.6 结束语参考文献第18章 安全性与可靠性问题18.1 安全的心理学和哲学背景18.2 安全性、可靠性和可信任性的定义及技术含义18.3 机电一体化的磁轴承及其失效案例18.4 降低失效风险的措施18.4.1 质量控制，标准18.4.2 设计阶段的系统检查18.4.3 软件开发18.4.4 冗余18.4.5 异常处理，看门狗18.4.6 鲁棒控制18.4.7 固有安全系统，保护轴承18.5 智能机械技术18.6 结束语参考文献

　　《国际电气工程先进技术译丛：磁悬浮轴承：理论、设计及旋转机械应用》兼顾学术研究和商业应用，适用于所有希望了解、开发和应用磁轴承系统的相关人员阅读。