無軸承電機支承驅動系統(tǒng)動力學模型與控制研究.pdf

1、本文以無軸承電機支承驅動系統(tǒng)的動力學模型和逆系統(tǒng)解耦控制為研究重點，包括無軸承電機支承驅動系統(tǒng)的動力學模型、基于逆系統(tǒng)理論的模型解耦、系統(tǒng)的PDF與H∞控制、系統(tǒng)的特性分析和仿真以及無軸承電機支承驅動系統(tǒng)的DSP控制實現(xiàn)。 針對無軸承電機支承驅動系統(tǒng)中轉子的支承形式，建立了轉子動力學模型，并以狀態(tài)方程的形式構建了無軸承電機支承驅動系統(tǒng)的數(shù)學模型。從數(shù)學模型可看出無軸承電機支承驅動系統(tǒng)是一個強耦合的非線性復雜系統(tǒng)，其穩(wěn)定運行的前提

2、是實現(xiàn)電磁轉矩和徑向懸浮力之間，左右兩端電機之間的解耦控制。在研究無軸承電機的磁懸浮機理以及轉子動力學模型的基礎之上，利用基于逆系統(tǒng)理論的狀態(tài)反饋線性化的方法，實現(xiàn)了無軸承電機支承驅動系統(tǒng)的動態(tài)解耦控制。 本文采用PDF控制器對無軸承電機支承驅動系統(tǒng)進行了校正。另無軸承電機支承驅動系統(tǒng)的數(shù)學模型與實際的系統(tǒng)存在差異，利用H∞控制理論在進行控制系統(tǒng)設計時能夠把這種不確定性考慮進去，使得設計結果在不確定性的變化范圍內保證系統(tǒng)具有一定

3、的性能。運用H∞魯棒控制理論的混合靈敏度方法設計了控制器，對轉子位置，轉速等子系統(tǒng)進行了綜合校正。 在MATLAB環(huán)境下運用SIMULINK工具包建立了無軸承電機支承驅動系統(tǒng)的仿真模型和逆系統(tǒng)解耦控制仿真模型，對系統(tǒng)進行了仿真研究，研究表明逆系統(tǒng)解耦方法結合H∞控制策略能很好的實現(xiàn)對無軸承電機支承驅動系統(tǒng)的控制?？刂破鞯臄?shù)字化能夠滿足無軸承電機支承驅動系統(tǒng)更高的性能要求。本文最后給出了控制系統(tǒng)數(shù)字實現(xiàn)的硬件設計和軟件設計思路，設