功率放大器OPA544在主动磁悬浮控制系统中的应用*

2011-08-13汪希平杨玉敏

电子技术应用 2011年6期

钱婧，汪希平，田丰，郭丽，杨玉敏

(上海大学机电工程与自动化学院，上海 200072)

目前，以磁悬浮系统为主的制造业发展较为缓慢，其关键是产品的设计方法有待提高。而作为磁悬浮基础的单自由度控制策略与方法则可以视为多自由度系统控制的基础，因而具有很高的研究意义[1]。

磁悬浮平衡板作为实现单自由度控制系统的典型模型，在原理性的实验平台得到应用。由于其模型精度较低，所以可将空间的控制模型转化为平面的单自由度研究。一般控制系统的结构均以位移传感器、PID调节器（模拟或数字）以及功率放大器（模拟或开关）组成。其中，功率放大器提供系统输出负载电流，以达到适当改变电磁铁（磁轴承）的电磁力，使得平衡板能够得以稳定悬浮。

功率器件OPA544具有响应速度快、线性度好、失真小等特点。本文采用OPA544器件，通过对单自由度平衡板控制系统功率放大器电路进行实验测试，实现其单自由度的悬浮控制。对放大器的要求是线性度好、放大后信号的失真程度应≤10%以及散热条件需满足系统的要求。经过仿真模拟以及平衡板悬浮实验，证明器件OPA544可以实现单自由度的磁悬浮控制系统的功率放大作用。为简化实验中的控制过程，在功放前的信号调理使用了模拟PID控制。