無(wú)軸承異步電機(jī)懸浮系統(tǒng)非線性濾波器自適應(yīng)逆控制研究.pdf

1、無(wú)軸承異步電機(jī)(BIM)具有結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，無(wú)摩擦，易于弱磁控制，高速和超高速運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械、農(nóng)用發(fā)電設(shè)備、半導(dǎo)體工業(yè)、生命科學(xué)、飛輪儲(chǔ)能等高科技領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景，但是BIM具有復(fù)雜的電磁關(guān)系，是多變量、非線性、強(qiáng)耦合的系統(tǒng)，其旋轉(zhuǎn)力和徑向懸浮力之間、兩自由度徑向懸浮力之間都存在著非常復(fù)雜的耦合關(guān)系，要實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定懸浮和可控運(yùn)行，提高控制精度，必須對(duì)其進(jìn)行非線性動(dòng)態(tài)解耦控制，因此考慮BIM的自適應(yīng)逆解耦控制具有重要的

2、理論和現(xiàn)實(shí)意義。論文在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“數(shù)控機(jī)床高速磁懸浮電主軸自適應(yīng)逆解耦控制及數(shù)字化技術(shù)(61174055)”等多項(xiàng)課題的支持下，圍繞BIM的控制開展理論和實(shí)驗(yàn)研究。
　　本文首先分析BIM的轉(zhuǎn)矩繞組和懸浮繞組結(jié)構(gòu)，研究了BIM的懸浮原理，并且借助麥克斯韋張量法建立了二自由度BIM的數(shù)學(xué)模型及運(yùn)動(dòng)方程，為后續(xù)仿真研究奠定理論基礎(chǔ)。
　　其次，本文在BIM轉(zhuǎn)矩與懸浮力獨(dú)立控制理論的基礎(chǔ)上，并且將非線性自適應(yīng)濾波器和逆系

3、統(tǒng)控制方法相結(jié)合，提出了基于非線性自適應(yīng)濾波器的懸浮系統(tǒng)自適應(yīng)逆解耦控制策略。利用非線性自適應(yīng)濾波器對(duì)懸浮系統(tǒng)進(jìn)行自適應(yīng)建模與逆系統(tǒng)建模，復(fù)制逆模型，將其串接在系統(tǒng)之前作為自適應(yīng)逆控制器，同時(shí)采用一種變步長(zhǎng)最小均方算法在線調(diào)節(jié)其權(quán)值系數(shù)。該方法不僅無(wú)需辨識(shí)轉(zhuǎn)矩繞組氣隙磁鏈，而且利用非線性濾波器可解決精確建模的問(wèn)題，并在建模過(guò)程中解決各變量間的耦合問(wèn)題。仿真實(shí)驗(yàn)表明，該控制策略完成了懸浮系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)解耦。
　　最后，設(shè)計(jì)了BIM基于d