【摘 要】
：
现有的主动磁轴承(AMB)一般工作在磁性材料磁感应强度的线性区域,因此没能充分利用其支承力.为了提高对AMB承载力的利用,从而提升AMB系统的性能,本文设计了一种线性控制器,这个控制器能够让AMB在其磁感应强度的非线性区域内安全运行,从而提高系统的性能.首先建立AMB电磁力的非线性响应模型,将这个非线性曲线放置在由两条折线组成的扇形区域里.根据这两条折线中的各个线段,通过求解LMI优化问题确定系统
【机 构】
：
武汉理工大学机电工程学院,武汉430070;湖北省磁悬浮工程技术研究中心,武汉430070 Cha
论文部分内容阅读
现有的主动磁轴承(AMB)一般工作在磁性材料磁感应强度的线性区域,因此没能充分利用其支承力.为了提高对AMB承载力的利用,从而提升AMB系统的性能,本文设计了一种线性控制器,这个控制器能够让AMB在其磁感应强度的非线性区域内安全运行,从而提高系统的性能.首先建立AMB电磁力的非线性响应模型,将这个非线性曲线放置在由两条折线组成的扇形区域里.根据这两条折线中的各个线段,通过求解LMI优化问题确定系统所能承受的最大外界扰动.针对给定的在最大可承受扰动范围之内的一个扰动范围,再通过求解LMI优化问题设计具有最强抑制干扰能力的控制器.最后,通过仿真验证控制设计的有效性.
其他文献
10MW高温气冷堆是利用氦气循环载出核热能推动发电机组发电的新型反应堆,堆内主氦风机是高温气冷堆一回路系统的关键设备之一.目前世界上主氦风机的主要支承形式为油润滑机械支承方案,为了保证轴承的长期安全运行,油润滑的机械滚珠轴承系统非常复杂,长时间运行还会对氦气纯度形成威胁.电磁悬浮轴承有无需润滑、无摩擦、高转速等优点,可以用来替代机械支承以解决主氦风机支承的关键问题,但是与机械滚珠轴承相比,电磁悬浮
本文研究磁悬浮低温余热发电机全功率变流器控制策略,针对现有PI控制器性能不佳的问题研究了一种基于模型预测控制(MPC)的机侧控制系统.建立了基于永磁发电机的预测模型,根据被控制量的预测误差和输出控制量的加权平方和建立目标函数,并以此为基础设计了基于转子磁场定向的矢量控制系统.文中通过仿真对所提MPC控制系统的可行性以及控制性能进行了定量的分析,结果表明该控制系统能够很好地估计下一时刻的电机电流,且
分数阶控制器相比于常规PID控制器,增加了积分算子阶次和微分算子阶次两个参数,通过选取合适的阶次参数,可以改变控制器频率特性的不同频段,获得更优的动态性能和鲁棒性.为了研究和验证分数阶PID控制的控制效果,本文将该算法运用于主动磁悬浮轴承系统中,进行了基于分数阶PID的主动磁悬浮轴承控制系统的研究分析.文章仿真分析了PID和分数阶PID控制下系统的阶跃响应以及抗干扰性能,论证了分数阶PID控制器的
磁悬浮流体机械的喘振可通过磁悬浮推力轴承系统调节轴向间隙实现.此时需要系统能控制转子精确跟踪轴向位置并具有较强的抗干扰能力.针对该问题,本文对磁悬浮推力轴承系统建模,将V-Gap度量分析与广义稳定裕度评价结合设计H∞控制器.本文首先对V-Gap度量和广义稳定裕度进行介绍,然后对推力轴承系统建模,利用V-Gap度量分析系统参数不确定性.最后提出以广义稳定裕度为稳定性要求的控制器设计方法,并实验验证了
轴向力偏转五自由度混合磁轴承是飞轮、控制力矩陀螺等磁悬浮惯性执行机构实现轻量化紧凑设计的理想选择.基于系统能量方程用拉格朗日方法建立五自由度磁轴承转子动力学模型,利用线性化电磁力模型推导出磁轴承控制系统模型.将轴向四通道电磁线圈电磁力控制问题解耦为轴向力偏转三自由度运动控制问题,采用交叉反馈抑制高速扁平转子的陀螺效应.仿真和实验结果表明控制策略有效且满足性能要求.
磁悬浮控制力矩陀螺C Magnetically SuspendedControl Gyro, MSCMG)是空间站和敏捷卫星等航天器姿态控制系统的理想执行机构。针对磁悬浮控制力矩陀螺高稳定度、极微振动的悬浮控制要求,设计了一套基于浮点数字信号处理器(DSP)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的磁轴承控制器.控制器以DSP作为主控制器,实现了分散PID控制、交叉反向控制和自适应陷波控制等算法.结果表
舰船上的旋转设备或者具有往复运动的装置产生的谐波信号,如动力系统发出的低频振动,具有周期或则近似周期的特性,是典型的窄带扰动信号.与被动隔振相比,主动隔振具有较强的自适应性和可控性,可有效的隔离低频干扰;与传统的隔振器相比,磁悬浮隔振器具有无摩擦、易于控制、寿命长、响应快和可靠性高等特点,是一种较为理想的主动隔振器.因此,本文采用磁悬浮隔振器的浮筏主动隔振系统,并采用最小二乘法建立主动隔振系统的数
针对日益复杂的多自由度、强耦合的磁悬浮系统,设计了模块化、便于灵活集成的磁悬浮控制器.设计了专用电涡流位移传感器,并集成了比例-微分磁悬浮控制电路.采用基于精简指令集的ARM处理器及片上ADC实现8个通道的同步数据采集,采用FPGA实现了多达27个PWM通道的驱动输出,同时保证了整个系统的信号完整性.介绍了基于该控制系统设计方法的应用案例.
磁悬浮电机是一种高速高功率密度电机,其转轴的五自由度悬浮大多数仍采用分散PID的控制方法和平衡点线性化的数学模型,虽然结构简单,系统易于实现,但没有考虑各自由度间耦合、忽略了磁导体的磁阻、漏磁等影响以及实际加工误差和非线性的存在.电机磁轴承PID控制参数的整定也基本依靠基于线性化模型的计算仿真及起浮调试中经验微调,难以进行参数的实际优化.本文利用磁悬浮电机实验平台,通过整定磁轴承PID控制参数实现
H∞控制是一种具有高鲁棒性和强控制力的设计方法,尤其适用于具有模型干扰的多输入多输出(MIMO)系统.经过数十年的发展,H∞控制已经发展成一个完整的鲁棒控制理论体系.理论和实践表明,H∞控制相比传统控制方法有诸多优点,例如控制的稳定性和有效性;将H∞控制与其他方法结合也是一种控制新趋势.本文对H∞控制的理论、应用以及与其他方法的对比和结合进行了综述.