磁力軸承的模糊控制與數(shù)字濾法算法研究.pdf

1、主動磁力軸承(以下簡稱磁力軸承)是利用可控磁場力使轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮的一種新型高性能軸承。它將作為滾動軸承和滑動軸承等傳統(tǒng)機(jī)械軸承的更新?lián)Q代產(chǎn)品，成為21世紀(jì)最有發(fā)展前途的主導(dǎo)軸承。磁力軸承必須在控制系統(tǒng)的協(xié)助下才能正常工作，因此，控制器性能的好壞直接影響到磁力軸承的動態(tài)性能和轉(zhuǎn)子的控制精度。本文重點(diǎn)分析控制算法與濾波算法。 磁力軸承是一個本質(zhì)不穩(wěn)定系統(tǒng)，為此，必須引入微分環(huán)節(jié)，實(shí)際控制中通常采用PID控制。文中介紹了幾種改進(jìn)型的PI

2、D控制算法，并對常被忽視的積分飽和現(xiàn)象提出了Simulink仿真解決方案。針對PID參數(shù)常規(guī)整定方法的不足，運(yùn)用線性規(guī)劃中的單純形法，結(jié)合改進(jìn)的ITAE性能指標(biāo)對PID控制器的三個參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。 磁力軸承具有非線性，而傳統(tǒng)PID控制器是按照線性化理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，不能有效控制轉(zhuǎn)子的大范圍起浮。結(jié)合PID控制器的高精度與模糊控制器的魯棒性以及比例控制的快速性，文中提出了比例—模糊—PID多?？刂破?，仿真結(jié)果表明該控制器能使轉(zhuǎn)子快速平

3、穩(wěn)起浮，且無穩(wěn)態(tài)誤差。 為克服單憑經(jīng)驗(yàn)確定模糊控制規(guī)則的缺陷，并避免控制規(guī)則定義中的空檔現(xiàn)象，文中通過解析方法分析設(shè)計(jì)了四修正因子模糊控制器和擬合修正因子模糊控制器。通過對優(yōu)化得到的四個修正因子運(yùn)用一個三階多項(xiàng)式進(jìn)行最小二乘法逼近，得到擬合修正因子模糊控制器。仿真結(jié)果表明擬合修正因子模糊控制器有效地改善磁力軸承轉(zhuǎn)子起浮的動態(tài)性能和懸浮的穩(wěn)態(tài)性能。 濾波器用于對信號進(jìn)行頻域上的變換處理，可用于改善磁力軸承控制系統(tǒng)性能。本文