臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要在建構模組化的MATLAB/SimMechanics主動式磁軸承飛輪儲能系統模型，並進行系統穩定性及抗干擾的靈敏度分析，以利於磁軸承儲能飛輪的新原型的快速開發。本研究將採用MATLAB/ SimMechanics 來建構一個模組化五自由度剛性磁軸承儲能飛輪模型；再使用靈敏度函數分析數種慣性比的飛輪轉子模型對於系統穩定性與抗干擾性的影響。研究結果顯示，此一系統模型的磁軸承控制系統模塊於模擬時能有效的對飛輪轉子的位移變化進行控制，具有一定的可用性，並可透過添加模塊的方式量測飛輪轉子的臨界轉速與磁軸承控制器的零極點變化。

This study builds a MATLAB / SimMechanics active magnetic bearing flywheel energy storage system model with the capability to analyze the sys -tem stability and anti-jamming sensitivity. It can facilitate magnetic bearing flywheel rapid development of a new prototype. This study uses MATLAB / SimMechanics model to construct a five DOF rigid magnetic bearing fly- wheel; further sensitivity analysis using several inertia ratio flywheel rotor model to analyze the system stability and its anti- jamming effect. The results show that the magnetic bearing control system module of this flywheel energy storage system model can effectively control the displacement of the flywheel rotor during simulation, so that the model is available to some extent, and can measure the critical speed of the flywheel rotor and magnetic bearing controller poles and zeros change by adding modules.

摘要 I
ABSTRACT II
謝誌 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
符號表 XV
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究動機與研究目的 3
第二章 研究背景 4
2.1 飛輪儲能系統 4
2.2主動式磁軸承 6
2.2.1磁軸承轉子系統簡介 6
2.2.2磁軸承轉子系統數學模型 7
2.2.3 PD控制器參數選擇 11
2.2.4靈敏度函數 13
2.2.5臨界轉速的量測 14
2.3模型 14
2.3.1國內外磁軸承模型發展狀況 14
2.3.2 SimMechanics 15
2.3.3 SimMechanics Second Generation 基本模塊介紹 17
2.3.4 SimMechanics 2nd Generation模型建立基本步驟 18
第三章 建立主動式磁軸承飛輪儲能系統模型 19
3.1 模型的建構與參數計算 19
3.2 建立飛輪儲能系統機械模型 22
3.3 建立單自由度主動式磁軸承控制器的SIMULINK模型 29
3.4 主動式磁軸承飛輪儲能系統模型的建置 29
第四章 量測臨界轉速與運用靈敏度函數進行穩定性分析 33
4.1臨界轉速的量測 33
4.2靈敏度函數的極點座標變化量測與分析 33
4.3 實驗設計與模擬參數設定 34
4.4模擬結果與分析比對 37
第五章 結論與未來建議 90
5.1 結論 90
5.2 未來建議 91
參考文獻 92
附錄 A:儲能飛輪模型模擬參數設定MATLAB程式範例 95
作者簡介 99

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