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永磁偏置径向轴向磁轴承H_∞控制系统的研究

赵雪山  
【摘要】: 由于磁轴承的转子和轴承之间没有机械接触,无须润滑,无油污染,使用寿命长,这些特点使它在高速旋转领域获得了广泛的应用。磁轴承发展的一个重要方向是集成化、小型化,具有径向、轴向悬浮功能的磁轴承尤其受到关注。可这类磁轴承控制系统的设计较为复杂,在设计中系统除了要考虑存在着参数不确定等内部因素外,而且还要考虑干扰变化等外在因素。因此,这类磁轴承的控制系统设计就成为鲁棒控制系统的设计。 本文的研究是针对一种高效紧凑的新型永磁偏置径向轴向磁轴承展开的,阐述了这种磁轴承的工作原理,对其数学模型及结构设计进行了研究,然后提出了这种磁轴承的设计、校核方法。为了提高磁轴承控制系统的鲁棒性,本文应用H_∞控制方法来设计该类磁轴承的控制器,并通过与传统PID控制器进行了仿真实验比较,验证了H_∞控制方法具有较好的抗干扰能力和稳定的鲁棒性。此外,建立了该类磁轴承数字控制系统,并通过仿真验证了该数字控制系统的可靠性和稳定性。


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