基于狀態(tài)空間法磁軸承控制的研究.pdf

1、主動磁懸浮軸承是一種機(jī)電一體化的新型高性能軸承。它的轉(zhuǎn)子和定子之間不存在機(jī)械接觸，轉(zhuǎn)子可達(dá)到很高的轉(zhuǎn)速，而且有壽命長、能耗低、噪聲小和無需潤滑的優(yōu)點。與傳統(tǒng)機(jī)械軸承相比，主動磁懸浮軸承在很多應(yīng)用領(lǐng)域都有明顯的優(yōu)越性。河南科技大學(xué)設(shè)有國內(nèi)唯一的軸承設(shè)計和制造專業(yè)，洛陽又擁有全國行業(yè)領(lǐng)頭的軸承研究所和軸承廠，對磁懸浮軸承的研究具有一定的理論基礎(chǔ)和實際意義。 本文在分析主動磁軸承系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，建立了主動磁軸承單自由度傳遞函數(shù)模

2、型和徑向四自由度模型。在轉(zhuǎn)速較低且轉(zhuǎn)子為完全對稱的細(xì)長轉(zhuǎn)子時，可忽略陀螺耦合以及慣性耦合項，得到四個單自由度模型；如若考慮這些耦合，得到相互耦合MIMO系統(tǒng)模型。并采用狀態(tài)空間法對MIMO轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型進(jìn)行描述。 針對單自由度控制系統(tǒng)采用改進(jìn)型的PID－微分前置型PID進(jìn)行控制，通過仿真研究，磁懸浮系統(tǒng)動態(tài)性能、穩(wěn)定性得到了改善。對于徑向四自由度模型，采用LQR狀態(tài)反饋對其進(jìn)行集中控制和分散控制兩種策略的控制，經(jīng)仿真比較，得出在低