郭凯旋，徐龙祥

(南京航空航天大学 机电学院，江苏 南京 210016)

0 引言

磁悬浮轴承是一种新型轴承，也是一种典型的机电一体化产品，其工作时使用电磁铁产生的磁力将转子悬浮在规定的位置，实现了对转子的非接触支承[1]。磁悬浮轴承的出现改变了传统轴承的支承方式，已经广泛地应用在机械工业、能源交通、航空航天、机器人等领域[2]。磁悬浮轴承系统能否正常运转，在很大程度上由其控制器决定，同时其控制器也决定了磁悬浮轴承系统的刚度、阻尼、回转精度等性能[3]，因而对控制器进行改进是提高磁悬浮轴承性能的重要手段。

TMS320F28335是TI公司发布的一款高性能、高性价比、多功能的32位浮点运算处理器，它运行速度非常快，主频最高可达150 MHz，具有强大的高速运算能力[4]。与定点DSP TMS320F2812相比，该处理器具有高精度、低成本、低功耗、集成了丰富的外设、数据和程序存储器进一步扩大、A/D转换精度更加快速准确的优点[5]。非常适合电机控制、电力设备控制以及工业控制等领域。

本文在实验室已有的传感器、功率放大器、磁悬浮轴承机械结构等环节定型的基础上，设计了一款基于TMS320F28335 DSP的磁悬浮轴承数字控制器，并在此数字控器上编写了不完全微分PID算法的程序，实现了磁悬浮轴承转子的静态悬浮以及高速旋转。

1 五自由度磁悬浮轴承的整体结构

图1为五自由度磁悬浮轴承试验台。由图可知，其核心部件分别为径向磁悬浮轴承、轴向磁悬浮轴承、传感器、保护轴承、转子和电机。……