功率放大器在主動磁懸浮控制系統(tǒng)中的應用

           在磁懸浮系統(tǒng)的功放中采用ATA-4052功率器件實現(xiàn)對系統(tǒng)輸出負載電流的放大作用,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),設計前級PID控制調(diào)理電路，與ATA-4052功率放大器配合實現(xiàn)差動式電流控制，終在一臺主動磁懸浮平板試驗臺上實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定懸浮,仿真結果與試驗情況基本吻合。

          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)動高壓功率型負載。電壓增益數(shù)控可調(diào)，一鍵保存常用設置，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,其關鍵是產(chǎn)品的設計方法有待提高。而作為磁懸浮基礎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，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）和細調(diào)（0.1 step）兩種。結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現(xiàn)單自由度控制系統(tǒng)的典型模型,在原理性的實驗平臺得到應用。由于其模型精度較低，所以可將空間的控制模型轉化為平面的單自由度研究。一般控制系統(tǒng)的結構均以位移傳感器、PID調(diào)節(jié)器(模擬或數(shù)字)以及功率放大器(模擬或開關)組成。其中,功率放大器提供系統(tǒng)輸出負載電流，以達到適當改變電磁鐵(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具有響應速度快、線性度好、失真小等特點。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)功率放大器電路進行實驗測試，實現(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≤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驗，證明ATA-4052功率放大器可以實現(xiàn)單自由度的磁懸浮控制系統(tǒng)的功率放大作用。為簡化實驗中的控制過程，在功放前的信號調(diào)理使用了模擬PID控制。