目前，數(shù)控機(jī)床品種已經(jīng)基本齊全，規(guī)格繁多，據(jù)不*統(tǒng)計(jì)已有400多個(gè)品種規(guī)格?？梢园凑斩喾N原則來(lái)進(jìn)行分類(lèi)。但歸納起來(lái)，常見(jiàn)的是以下面4種方法來(lái)分類(lèi)的。
本文介紹磁懸浮主軸系統(tǒng)的組成及工作原理，提出了一種在常規(guī)pid基礎(chǔ)上的智能pid控制器的新型數(shù)字控制器設(shè)計(jì)。其核心部件是ti公司的tms320lf2407a，設(shè)計(jì)了五自由度磁懸浮主軸系統(tǒng)的硬件總體框圖。用c2000作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)在常規(guī)pid基礎(chǔ)上的智能pid控制器。理論分析結(jié)果表明：這種智能pid控制器能實(shí)現(xiàn)更好控制效果，達(dá)到更高的控制精度要求。
主動(dòng)磁懸浮軸承（amb，以下簡(jiǎn)稱(chēng)磁軸承）是集眾多門(mén)學(xué)科于一體的，zui能體現(xiàn)機(jī)電一體化的產(chǎn)品。磁懸浮軸承與傳統(tǒng)的軸承相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：無(wú)接觸、無(wú)摩擦、高速度、高精度。傳統(tǒng)軸承使用時(shí)間長(zhǎng)后，磨損嚴(yán)重，必須更換，對(duì)油潤(rùn)滑的軸承使用壽命會(huì)延長(zhǎng)、但時(shí)間久了不可避免會(huì)出現(xiàn)漏油情況，對(duì)環(huán)境造成影響，這一點(diǎn)對(duì)磁懸浮軸承就可以避免，它可以說(shuō)是一種環(huán)保型的產(chǎn)品。而且磁軸承不僅具有研究意義，還具有很廣闊的應(yīng)用空間：航空航天、交通、醫(yī)療、機(jī)械加工等領(lǐng)域。國(guó)外已有不少應(yīng)用實(shí)例。
磁懸浮軸承系統(tǒng)是由以下五部分組成：控制器、轉(zhuǎn)子、電磁鐵、傳感器和功率放大器。其中zui為關(guān)鍵的部件就是控制器?？刂破鞯男阅芑旧蠜Q定了整個(gè)磁懸浮軸承系統(tǒng)的性能?？刂破鞯目刂埔?guī)律決定了磁軸承系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能以及剛度、阻尼和穩(wěn)定性?？刂破饔址譃閮煞N：模擬控制器和數(shù)字控制器。雖然國(guó)內(nèi)目前廣泛采用的模擬控制器雖然在一定程度上滿(mǎn)足了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但模擬控制器與數(shù)字控制器相比有以下不足：（一）調(diào)節(jié)不方便、（二）難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制、（三）不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)及兩個(gè)以上自由度的控制、（四）互換性差，即不同的磁懸浮軸承必須有相對(duì)應(yīng)的控制器、（五）功耗大、體積大等。磁軸承要得到廣泛的應(yīng)用，模擬控制器的在線(xiàn)調(diào)節(jié)性能差不能不說(shuō)是其原因之一，因此，數(shù)字化方向是磁軸承的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，要實(shí)現(xiàn)磁軸承系統(tǒng)的智能化，顯然模擬控制器是難以滿(mǎn)足這方面的要求。因此從提高磁軸承性能、可靠性、增強(qiáng)控制器的柔性和減小體積、功耗和今后往網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展等角度，必須實(shí)現(xiàn)控制器數(shù)字化。
近三十年來(lái)控制理論得到飛速發(fā)展并取得了廣泛應(yīng)用。磁懸浮軸承控制器的控制規(guī)律研究在近些年也取得了顯著的進(jìn)展，目前國(guó)外涉及到的控制規(guī)律有：常規(guī)pid和pd控制、自適應(yīng)控制、h∞控制等，國(guó)內(nèi)涉及到的控制規(guī)律主要是常規(guī)pid及pd控制和h∞控制，但h∞控制成功應(yīng)用于磁懸浮軸承系統(tǒng)中的相關(guān)信息還未見(jiàn)報(bào)道。
從當(dāng)前國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況來(lái)看，國(guó)外的研究狀況和產(chǎn)品化方面都國(guó)內(nèi)很多年。國(guó)外已有專(zhuān)門(mén)的磁懸浮軸承公司和磁懸浮研究中心從事這方面的研發(fā)和應(yīng)用方面工作，如skf公司、nasa等。其中skf公司的磁軸承的控制器所用控制規(guī)律為自適應(yīng)控制，其產(chǎn)品適用的范圍：承載力50～2500n、轉(zhuǎn)速1,800～100,000r/min，工作溫度低于220℃。nasa是美國(guó)*，他們開(kāi)展磁懸浮研究已有幾十年，主要用于航天上，研究領(lǐng)域包括火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和磁懸浮軌道推進(jìn)系統(tǒng)（2002年9月已完成在磁懸浮軌道上加2g加速度下可使火箭的初始發(fā)射速度達(dá)到643～965km/h。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一家磁懸浮軸承公司，要趕上國(guó)外磁懸浮軸承發(fā)展水平，必須加大人力、物力等方面的投入。
國(guó)內(nèi)對(duì)磁懸浮軸承控制器的控制規(guī)律研究起步較晚，當(dāng)前使用較多的都是常規(guī)pid和pd控制，實(shí)際電路中也有使用pidd的?？刂凭认鄬?duì)來(lái)說(shuō)不是很高，而且每個(gè)系統(tǒng)都必須對(duì)應(yīng)相應(yīng)的kp，ki，kd，調(diào)節(jié)起來(lái)很麻煩，使用者同樣會(huì)覺(jué)得很不方便。為了使磁懸浮軸承產(chǎn)品化，必須解決上述問(wèn)題，任何人都能很方便的使用，必須把它做成象“傻瓜型設(shè)備一樣的產(chǎn)品”，這就得首先解決控制器的問(wèn)題。解決此問(wèn)題就是使控制器智能化。智能化的內(nèi)容包括硬件的智能化和軟件的智能化。