单自由度PWM功率放大器的设计开题报告

1. 研究目的与意义

目的：主动磁悬浮轴承在许多方面中具有重要意义。

然而，因磁悬浮轴承研究涉及到机械、电子、计算机、控制和传感等多学科技术，至今为止，国内外仍缺乏一套成熟的理论和设计方法，特别在我国磁悬浮轴承还没有应用的实例。

功率放大器作为磁悬浮轴承系统中十分重要的一环，其性能的好坏直接影响到整个系统的性能。

2. 国内外研究现状分析

磁悬浮是利用磁力使物体悬浮，处于一个无摩擦、无接触的平衡状态。

磁悬浮看起来简单，但是实现却经历了一个漫长的岁月。

由于磁悬浮技术原理是集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、机械学、动力学为一体的典型的机电一体化高新技术。

3. 研究的基本内容与计划

方案比较：方案一：采用dsp作为数字控制芯片，利用dsp内部ad采样电流信号和转子位置信号，同时调用可编程计数器阵列（pca）产生三角波载波信号，通过脉宽调制调整功率放大器电流大小，从而改变转子位置。

dsp是高速、高性能微处理芯片，内部拥有多路高精度的ad输入通道和多路高精度的pwm输出，响应速度快、执行精度高，但是dsp的成本较高，使用也没有51单片机那样方便。

方案二：采用传统8051单片机作为数字控制芯片，利用外部ad芯片采样电流信号和转子位置信号输入单片机，控制外部pwm模块产生pwm波。

4. 研究创新点

磁悬浮支承系统中的pwm功率放大器的研究并不少见，但大多是基于dsp的，基于51系列单片机的比较少。

本课题主要是基于stc12c5a60s2系列单片机的内部ad和pwm模块设计一个单自由度的pwm功率放大器，为磁悬浮支承系统提供一种可靠、完整、灵活的低成本功率放大器解决方案。

单片机的应用可以简化功率放大器的硬件设计，使功率放大器朝着小型化和低成本方向发展。