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《武汉理工大学》 2008年
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磁悬浮轴承多模态模糊自适应控制技术研究

鲍博  
【摘要】: 磁悬浮轴承是利用对转子的吸力作用实现对转子的无接触支承,以其无接触、无摩擦、使用寿命长、不用润滑、高精度等优点引起世界各国科学界的特别关注。然而,磁悬浮轴承数学模型难以准确测定,负载总在变化,工作环境比较复杂,因此研究抗干扰能力强、对模型参数不敏感的控制算法十分关键。本文以磁悬浮轴承为主要研究对象,设计了系统的主要电磁参数,分析了系统的耦合,建立了系统控制对象的数学模型,并对系统控制算法进行了深入的研究,主要内容如下: 介绍了磁悬浮轴承的结构组成,基于磁路法的基本思想、系统要求和相关经验,计算出系统主要电磁参数,分析了功放的电流响应速度和偏置电流的影响,为实际的电磁参数设计和系统建模提供了理论指导。 分析了磁悬浮轴承系统的传感器的耦合,研究了电气解耦方式并推导出转子的运动在力学上是近似没有耦合、各自独立、可以独立控制而不受影响,表明将五自由度磁悬浮轴承当作五个独立的单自由度来考虑是完全可行的,验证了磁悬浮轴承单自由度模型的合理性。 介绍了磁悬浮轴承系统的功能组成及其工作原理,分析了磁悬浮轴承承载力及其数学模型并在此基础上推导出磁悬浮轴承的数学模型,分析了功率放大器的数学模型并在此基础上推导出系统控制对象的数学模型,为控制算法的设计和仿真提供理论依据。 分析了状态反馈控制、PID控制、最优控制在磁悬浮轴承系统中的应用,提出了磁悬浮轴承多模态控制算法,将模糊自适应算法作为切换规则的上层控制算法,把专家控制、单神经元PID控制、状态反馈控制和保持控制引入到下层控制模态并自上而下分为四层,通过模糊自适应控制来切换下层控制模态。仿真结果表明,能取得较好的控制效果,可以实现快速、稳定、精确悬浮,是适应性很强的控制策略。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP273.4

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈超;倾转旋翼机过渡过程姿态控制仿真研究[D];南京航空航天大学;2010年
【参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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【二级引证文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈永;倾转旋翼机过渡段纵向姿态控制技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 徐亚雪;秦会斌;李方芳;;磁悬浮轴承磁场分布的测量[A];浙江省电子学会2008年学术年会论文集[C];2008年
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2 王玉芳;基于磁悬浮轴承用永磁无刷直流电机及其驱动系统的研究[D];山东大学;2008年
3 陈乃威;磁悬浮轴承电机系统的黑匣子[D];南京航空航天大学;2010年
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6 徐朝兴;恒流源偏置磁悬浮轴承的系统研究[D];南京航空航天大学;2009年
7 刘万涛;主动磁悬浮轴承技术研究[D];沈阳工业大学;2012年
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9 田陈鑫;立式飞轮电池磁悬浮轴承μ控制器设计与仿真[D];浙江工业大学;2012年
10 章淑锳;磁悬浮轴承柔性转子系统的H_∞控制研究[D];南京航空航天大学;2011年
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