磁懸浮軸承多模態(tài)模糊自適應(yīng)控制技術(shù)研究.pdf

1、磁懸浮軸承是利用對(duì)轉(zhuǎn)子的吸力作用實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子的無(wú)接觸支承，以其無(wú)接觸、無(wú)摩擦、使用壽命長(zhǎng)、不用潤(rùn)滑、高精度等優(yōu)點(diǎn)引起世界各國(guó)科學(xué)界的特別關(guān)注。然而，磁懸浮軸承數(shù)學(xué)模型難以準(zhǔn)確測(cè)定，負(fù)載總在變化，工作環(huán)境比較復(fù)雜，因此研究抗干擾能力強(qiáng)、對(duì)模型參數(shù)不敏感的控制算法十分關(guān)鍵。本文以磁懸浮軸承為主要研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的主要電磁參數(shù)，分析了系統(tǒng)的禍合，建立了系統(tǒng)控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)系統(tǒng)控制算法進(jìn)行了深入的研究，主要內(nèi)容如下： 介紹了磁

2、懸浮軸承的結(jié)構(gòu)組成，基于磁路法的基本思想、系統(tǒng)要求和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算出系統(tǒng)主要電磁參數(shù)，分析了功放的電流響應(yīng)速度和偏置電流的影響，為實(shí)際的電磁參數(shù)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)建模提供了理論指導(dǎo)。 分析了磁懸浮軸承系統(tǒng)的傳感器的耦合，研究了電氣解耦方式并推導(dǎo)出轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)在力學(xué)上是近似沒(méi)有耦合、各自獨(dú)立、可以獨(dú)立控制而不受影響，表明將五自由度磁懸浮軸承當(dāng)作五個(gè)獨(dú)立的單自由度來(lái)考慮是完全可行的，驗(yàn)證了磁懸浮軸承單自由度模型的合理性。 介紹了磁懸浮

3、軸承系統(tǒng)的功能組成及其工作原理，分析了磁懸浮軸承承載力及其數(shù)學(xué)模型并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出磁懸浮軸承的數(shù)學(xué)模型，分析了功率放大器的數(shù)學(xué)模型并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出系統(tǒng)控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，為控制算法的設(shè)計(jì)和仿真提供理論依據(jù)。 分析了狀態(tài)反饋控制、PID控制、最優(yōu)控制在磁懸浮軸承系統(tǒng)中的應(yīng)用，提出了磁懸浮軸承多模態(tài)控制算法，將模糊自適應(yīng)算法作為切換規(guī)則的上層控制算法，把專(zhuān)家控制、單神經(jīng)元PID控制、狀態(tài)反饋控制和保持控制引入到下層控制模態(tài)并自上