磁懸浮轉子預估控制方法的分析與研究.pdf

1、磁懸浮軸承是一種新穎的支承部件，它是由轉子、軸承及位置控制器構成的機電一體化系統(tǒng)。它以無機械接觸、無磨損和無需潤滑等傳統(tǒng)軸承所無法此擬的優(yōu)點而倍受矚目。磁懸浮軸承必須在控制系統(tǒng)的協(xié)助下才能正常工作，且控制器性能的好壞直接影響到磁懸浮軸承的動念性能和轉子的控制精度。 本文在分析單自由度磁懸浮軸承的基礎上，建立了磁懸浮軸承的簡化數(shù)學模型，導出了控制系統(tǒng)模型。在分析PID控制器參數(shù)對控制系統(tǒng)性能影響的基礎上，提出了采用預估模糊復合控制

2、器對磁懸浮軸承進行控制，給出了控制器參數(shù)的整定原則。在MATLAB的SIMULINK環(huán)境下構建控制系統(tǒng)模型，用S-function編寫變參數(shù)PID控制器的參數(shù)變化規(guī)則模塊和磁懸浮軸承的非線性模型，并進行了動態(tài)仿真。 根據(jù)磁懸浮軸承的控制系統(tǒng)模型，對磁懸浮軸承的數(shù)字控制系統(tǒng)進行了實驗設計，論述了磁懸浮軸承控制系統(tǒng)中各個組成部分在系統(tǒng)中的作用，并進行了實驗研究，分析比較了實驗數(shù)據(jù)。 磁懸浮軸承的控制器設計通常是在平衡點附近進

3、行線性化，按照線性理論設計線性控制器。但是由于磁懸浮軸承有本質上的非線性以及傳感器、放大器和AD轉換所帶來的綜合延遲，而傳統(tǒng)PID控制器通常不能有效克服被控對象模型參數(shù)的大范圍變化、非線性因素以及延遲環(huán)節(jié)的影響。本文首先設計了基本模糊控制器，并用MATLAB進行了仿真研究，為了改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，本文提出采用預估模糊復合控制器，在大偏差范圍內采用模糊控制，小偏籌范圍內采用預估PID控制，并進行了磁懸浮轉子起浮特性的仿真，仿真結果表明這種