功率放大器在主動磁懸浮控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

           在磁懸浮系統(tǒng)的功放中采用ATA-4052功率器件實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)輸出負(fù)載電流的放大作用,其性能將隨功放的類型而變化。針對毫米級氣隙的懸浮系統(tǒng),設(shè)計(jì)前級PID控制調(diào)理電路，與ATA-4052功率放大器配合實(shí)現(xiàn)差動式電流控制，終在一臺主動磁懸浮平板試驗(yàn)臺上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定懸浮,仿真結(jié)果與試驗(yàn)情況基本吻合。

          ATA-4052是一款理想的可放大交、直流信號的單通道高壓功率放大器。大輸出310Vp-p(±155V)電壓，310W功率，可以驅(qū)動高壓功率型負(fù)載。電壓增益數(shù)控可調(diào)，一鍵保存常用設(shè)置，為您提供了方便簡潔的操作選擇，可與主流的信號發(fā)生器配套使用，實(shí)現(xiàn)信號的放大。

          目前，以磁懸浮系統(tǒng)為主的制造業(yè)發(fā)展較為緩慢,其關(guān)鍵是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法有待提高。而作為磁懸浮基礎(chǔ)的單自由度控制策路與方法則可以視為多自由度系統(tǒng)控制的基礎(chǔ)，因而具有很高的研究意義口。

ATA-4052功率放大器電壓增益數(shù)控0~100倍可調(diào)，具體分為粗調(diào)（1step）和細(xì)調(diào)（0.1 step）兩種。結(jié)合液晶面板增益的顯示，能夠快速調(diào)整至需要的電壓值。

      磁懸浮平衡板作為實(shí)現(xiàn)單自由度控制系統(tǒng)的典型模型,在原理性的實(shí)驗(yàn)平臺得到應(yīng)用。由于其模型精度較低，所以可將空間的控制模型轉(zhuǎn)化為平面的單自由度研究。一般控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)均以位移傳感器、PID調(diào)節(jié)器(模擬或數(shù)字)以及功率放大器(模擬或開關(guān))組成。其中,功率放大器提供系統(tǒng)輸出負(fù)載電流，以達(dá)到適當(dāng)改變電磁鐵(磁軸承)的電磁力,使得平衡板能夠得以穩(wěn)定懸浮。

      功率放大器ATA-4052具有響應(yīng)速度快、線性度好、失真小等特點(diǎn)。本文采用ATA-4052功率放大器，通過對單自由度平衡板控制系統(tǒng)功率放大器電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，實(shí)現(xiàn)其單自由度的懸浮控制。對功率放大器的要求是線性度好、放大后信號的失真程度應(yīng)≤10%以及散熱條件告滿足系統(tǒng)的要求。經(jīng)過仿真模擬以及平衡板懸浮實(shí)驗(yàn)，證明ATA-4052功率放大器可以實(shí)現(xiàn)單自由度的磁懸浮控制系統(tǒng)的功率放大作用。為簡化實(shí)驗(yàn)中的控制過程，在功放前的信號調(diào)理使用了模擬PID控制。