高效磁悬浮电机系统及非线性控制技术

成果基本信息
关键词：	磁悬浮;电机系统;非线性建模;非线性解耦控制;无传感器
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	360-16-1C270326	资源采集日期：	2017-02-20

研究情况
单位名称：	江苏大学	技术水平：
评价证书号：	1.010.882	评价单位：	国家自然科学基金委
评价日期：	2014.12.31	评价证书号：	1.010.882

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
本项目属于机械工程领域。　　研发必要性和意义：磁悬浮电机系统主要包括无轴承电机、磁轴承及其控制系统，具有无摩擦、无磨损、无需润滑和密封、高速高精、噪声小、寿命长等突出优点，在高速精密机械加工、涡轮分子泵、飞轮电池、航空航天、无菌车间、真空技术、生命科学等领域已经显现出了极其重要应用价值。　　在国外发达国家的高速高精直驱主轴、密封电机泵、飞轮储能系统、航天器用磁悬浮飞轮系统等领域均已采用磁悬浮电机系统。在我国，电动汽车磁悬浮飞轮电池、高速精密数控机床直驱主轴、磁悬浮密封泵等关键部件，主要靠国外进口，核心技术被国外垄断，采购成本高，周期长，因此自主研发磁悬浮电机系统产品，填补国内空白，打破国外技术封锁，增强国际竞争力，刻不容缓。　　主要技术发明成果：　　【1】磁悬浮电机系统新型拓扑结构与参数优化设计。以高效率、高可靠性、低能耗、低成本为目标，针对不同应用场合，发明了五自由度锥形无轴承电机、容错单绕组无轴承电机、交流径向——轴向混合磁轴承等多种新型新结构。同时，提出了基于二分法的磁悬浮电机系统优化设计方法。　　【2】磁悬浮电机系统非线性建模。针对常规解析法难以建立磁悬浮电机系统的非线性模型，首次提出基于最小二乘支持向量机的磁悬浮电机系统磁链非线性建模方法、基于麦克斯韦张量法的磁悬浮电机系统径向悬浮力非线性建模方法。　　【3】磁悬浮电机系统非线性智能控制。针对磁悬浮电机系统的多变量、非线性和强耦合特性，提出了基于神经网络逆系统、支持向量机逆、自适应逆、自抗扰理论的磁悬浮电机系统动非线性智能控制方法。　　【4】磁悬浮电机系统无传感器高效运行控制及高品质数字控制集成系统研发。克服普通速度传感器无法满足磁悬浮电机系统性能要求的难题，提出了磁悬浮电机系统无传感器运行控制策略，实现了磁悬浮电机系统低成本无传感器高效运行。自主研发了基于TI DSP为核心的数字驱动控制集成系统，构建了高效能驱动控制平台，控制系统稳定可靠。　　研究成果：　　项目已发表学术论文80余篇，其中SCI收录（含待收录）16篇（其中4篇SCI一区论文），EI收录39篇。授权发明专利32项，授权实用新型专利3项。经专家鉴定，磁悬浮电机系统理论及其非线性控制技术整体研究水平达到同类型研究的国际先进水平。　　经济社会效益与技术发明推广：　　基于上述技术发明及成果，研制的磁悬浮电机系统在数控机床直驱主轴、特殊泵系统、飞轮电池等工程中得到应用。直驱主轴产品由于采用磁悬浮电机系统，可以避免传统机械轴承的高速发热、机械磨损等问题；密封电机泵采用磁悬浮电机系统，可以很好地解决无菌、无污染以及有害液体或气体的无接触传动难题，在化工、半导体和生命科学领域具有巨大的应用市场；飞轮电池产品采用磁悬浮电机系统，具有使用寿命长、储能密度高、质量小、结构紧凑、成本低、维护方便、对环境友好等突出优点。因此，随着磁悬浮电机系统在直驱主轴、密封电机泵、飞轮电池等应用领域应用的逐步推广，经济、社会效益将进一步扩大。

成果名称：	高效磁悬浮电机系统及非线性控制技术	关键词：	磁悬浮;电机系统;非线性建模;非线性解耦控制;无传感器
成果类别：		一级分类名称：	机械制造
二级分类名称：	仪器仪表技术	三级分类名称：	传感器
研究起止时间：	2007.01 至2015.12	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	江苏大学	学科分类2：
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：		课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	61104016
经费实际投入额（万元）：	306.00	评价单位：	国家自然科学基金委
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2014.12.31	转让范围：
评价证书号：	1.010.882	推荐单位：	江苏大学
推广形式：	无	成果登记号：	360-16-1C270326
成果简介：	本项目属于机械工程领域。　　研发必要性和意义：磁悬浮电机系统主要包括无轴承电机、磁轴承及其控制系统，具有无摩擦、无磨损、无需润滑和密封、高速高精、噪声小、寿命长等突出优点，在高速精密机械加工、涡轮分子泵、飞轮电池、航空航天、无菌车间、真空技术、生命科学等领域已经显现出了极其重要应用价值。　　在国外发达国家的高速高精直驱主轴、密封电机泵、飞轮储能系统、航天器用磁悬浮飞轮系统等领域均已采用磁悬浮电机系统。在我国，电动汽车磁悬浮飞轮电池、高速精密数控机床直驱主轴、磁悬浮密封泵等关键部件，主要靠国外进口，核心技术被国外垄断，采购成本高，周期长，因此自主研发磁悬浮电机系统产品，填补国内空白，打破国外技术封锁，增强国际竞争力，刻不容缓。　　主要技术发明成果：　　【1】磁悬浮电机系统新型拓扑结构与参数优化设计。以高效率、高可靠性、低能耗、低成本为目标，针对不同应用场合，发明了五自由度锥形无轴承电机、容错单绕组无轴承电机、交流径向——轴向混合磁轴承等多种新型新结构。同时，提出了基于二分法的磁悬浮电机系统优化设计方法。　　【2】磁悬浮电机系统非线性建模。针对常规解析法难以建立磁悬浮电机系统的非线性模型，首次提出基于最小二乘支持向量机的磁悬浮电机系统磁链非线性建模方法、基于麦克斯韦张量法的磁悬浮电机系统径向悬浮力非线性建模方法。　　【3】磁悬浮电机系统非线性智能控制。针对磁悬浮电机系统的多变量、非线性和强耦合特性，提出了基于神经网络逆系统、支持向量机逆、自适应逆、自抗扰理论的磁悬浮电机系统动非线性智能控制方法。　　【4】磁悬浮电机系统无传感器高效运行控制及高品质数字控制集成系统研发。克服普通速度传感器无法满足磁悬浮电机系统性能要求的难题，提出了磁悬浮电机系统无传感器运行控制策略，实现了磁悬浮电机系统低成本无传感器高效运行。自主研发了基于TI DSP为核心的数字驱动控制集成系统，构建了高效能驱动控制平台，控制系统稳定可靠。　　研究成果：　　项目已发表学术论文80余篇，其中SCI收录（含待收录）16篇（其中4篇SCI一区论文），EI收录39篇。授权发明专利32项，授权实用新型专利3项。经专家鉴定，磁悬浮电机系统理论及其非线性控制技术整体研究水平达到同类型研究的国际先进水平。　　经济社会效益与技术发明推广：　　基于上述技术发明及成果，研制的磁悬浮电机系统在数控机床直驱主轴、特殊泵系统、飞轮电池等工程中得到应用。直驱主轴产品由于采用磁悬浮电机系统，可以避免传统机械轴承的高速发热、机械磨损等问题；密封电机泵采用磁悬浮电机系统，可以很好地解决无菌、无污染以及有害液体或气体的无接触传动难题，在化工、半导体和生命科学领域具有巨大的应用市场；飞轮电池产品采用磁悬浮电机系统，具有使用寿命长、储能密度高、质量小、结构紧凑、成本低、维护方便、对环境友好等突出优点。因此，随着磁悬浮电机系统在直驱主轴、密封电机泵、飞轮电池等应用领域应用的逐步推广，经济、社会效益将进一步扩大。
联系人：	李强	成果登记日期：	2016-04-20
联系人email：	zdb@ujs.edu.cn	单位代码：	93200035
邮政编码222：	212013	联系人电话：	15951286638
单位传真：		单位通讯地址：	江苏省镇江市京口区学府路301号
单位所在省市：		单位电话：	0511-88780048
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2016	知识产权形式：
成果完成人：	孙晓东;江浩斌;杨泽斌;汪若尘;徐兴	资源采集日期：	2017-02-20

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