混合磁悬浮轴承转子系统的模糊控制策略

针对混合磁悬浮轴承,提出一种对磁悬浮轴承转子模糊控制的策略.结合电磁绕组工作原理,采用自感式位移自检测系统代替专门的位移传感器,构成无传感器自检测磁悬浮控制系统,通过模糊PID(proportional,integral and differential)控制器对系统进行控制,并建立了控制系统的数学模型.分析模糊PID控制器整定参数的模糊规则及模糊控制原理,对系统进行了模糊仿真.仿真结果表明:采用模糊PID控制混合磁悬浮轴承系统具有响应快、抗干扰能力强的动、静态性能.     

基于RBF神经网络的非线性磁悬浮系统控制

磁悬浮系统是一个典型的不确定、非线性系统.由于磁悬浮系统的复杂性很难建立精确的数学模型,采用RBF神经网络(RBFNN)对非线性磁悬浮系统进行辨识,再根据神经网络自适应控制原理设计了非线性磁悬浮系统的神经网络自适应状态反馈控制器与自适应PID控制器,并利用MATLAB进行了仿真.仿真结果表明,神经网络自适应控制能很好地控制本磁悬浮系统;神经网络自适应控制器对于此非线性磁悬浮系统位置具有良好的控制效果,该控制系统具有较好的稳态特性和控制特性.     

不确定磁悬浮轴承模型的自适应PID控制研究

针对磁悬浮系统具有开环不稳定、非线性以及传统PID控制器由于固定参数无法达到很好的控制效果问题,提出一种RBF神经网络前馈逆补偿-模糊RBF神经网络反馈控制方法,将模糊控制和RBF神经网络融合到PID控制器参数调整中,满足磁悬浮系统静态和动态性能要求。实验结果表明,采用常规PID控制有大约4%的超调,改进后的控制基本没有,且响应时间提前0.3s,具有更好的适应性和鲁棒性,可以更有效地控制磁悬浮系统。     

磁悬浮系统的模糊PID控制器设计

基于GML1001磁悬浮实验装置设计了一个模糊PID控制器.该控制器利用传统的PID控制器和模糊控制器相结合形成,能根据系统偏差的大小、方向以及变化趋势等特征,依据模糊规则库做出模糊推理,能自动调整PID参数,可达到更加满意的控制效果.利用设计的模糊自适应PID控制器,对磁悬浮控制系统中钢球的悬浮位置实现了精确的控制.实验结果表明,模糊自适应PID控制器可以使磁悬浮控制系统拥有较好的稳态和动态性能.     

基于随机线性二次最优的磁悬浮控制系统

分析电磁型（EMS）磁悬浮列车悬浮系统结构特性的基础上,建立了单磁铁磁悬浮系统的数学模型。采用随机线性二次最优的控制策略设计系统控制器,研究了在不同性能指标加权阵的情况下,该磁悬浮控制系统对具有初始磁间隙和受到外力干扰后磁间隙随时间变化的控制效果,并给出仿真结果,为磁悬浮控制系统的设计提供参考。     

磁悬浮永磁同步电机转子系统的参数辨识与控制

针对磁悬浮永磁同步电机转子系统在悬浮控制过程中,由于磁力参数不准确从而影响控制器的优化设计甚至破坏系统稳定性的问题,提出一种基于高斯调制函数法的磁力参数辨识方法,并设计滑模控制律对转子的稳态悬浮进行控制。首先,让磁悬浮转子系统在PID控制下闭环稳定,再以多正弦信号激励系统,利用高斯函数作为调制函数,对磁悬浮转子系统连续动力学模型进行数字调制积分,从而建立离散等价参数辨识模型;然后,选择与磁悬浮转子系统频带覆盖范围相匹配的尺度参数构建高斯调制函数,对磁悬浮永磁同步电机实验台的磁力参数进行辨识;最后,依据辨识所得的模型参数设计滑模控制器,实现永磁同步电机转子的稳态悬浮。所提方法避免了对微分信号的直接处理,同时又回避了积分初值问题,能够便捷、有效地辨识磁力参数;所设计的滑模控制器使得磁悬浮转子系统拥有更好的稳态和动态性能。实验结果表明：根据所提方法设计的滑模控制器能够使转子在0.2 s内到达目标位置并保持稳定,其调节时间仅为PID控制的40%。     

无源性控制在磁悬浮系统中的应用

针对磁悬浮系统非线性特点,提出无源性控制对策.从能量平衡角度,将一类仿射非线性系统转换为标准的哈密顿系统,给出了单自由度磁悬浮系统的模型.对系统外界干扰和参数不确定性问题,采用无源性理论设计控制器.文中直接采用哈密顿函数作为存贮函数,不仅保证了数学严密性,而且具有明确的物理意义.仿真结果表明,系统能够快速响应,而且控制方法简单,易于工程实现.     

基于HPSO优化的磁悬浮系统分数阶控制

针对磁悬浮系统的非线性以及开环不稳定的特点,提出一种分数阶PI~λD~μ控制器控制磁悬浮系统的方法.首先建立系统的数学模型,然后设计分数阶PI~λD~μ控制器,并建立控制系统的仿真模型,最后应用遗传算法与粒子群算法相结合的混合粒子群算法优化分数阶PI~λD~μ控制器的k_p、k_i、k_d、λ、μ参数,采用改进的误差绝对值时间积分函数作为优化目标,对系统进行多种信号的仿真跟踪.结果表明,分数阶PI~λD~μ控制器收敛速度快,鲁棒性强,达到了预期的控制效果.     

改进PSO算法在污水处理控制器优选中的应用

针对控制性能指标不兼容难以选择控制器,提出了一种改进的PSO控制算法.构造了基于多性能指标参数的目标函数,研究了基于PSO的改进控制算法,剖析了可快速搜索到收敛于全局最优极值所对应各个控制器控制参数机理,以SBR工艺污水处理系统控制器参数选择为例,建立了DO参数控制模型,设计了改进的PID控制器和多模态HSIC控制器.仿真实验显示:改进的PSO算法有更强的鲁棒性和更好的动静态控制品质.研究结果表明该算法用于污水处理系统控制器参数优选的合理性与可用性.     

基于线性自抗扰控制的磁悬浮轴承控制策略

针对五自由度磁悬浮轴承控制系统,设计了一种线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)策略.利用扩张状态观测器实时估计由系统内部参数不确定性和外部扰动构成的总扰动量,并通过设计的PD控制律补偿扰动对被控对象输出的影响,提出整定控制器带宽参数和观测器带宽参数的方法.通过仿真曲线和控制系统性能指标计算,对比线性自抗扰控制策略与传统PD和PID控制策略.结果表明:本文提出的线性自抗扰控制策略可有效改善系统的动静态性能,控制精度有一定提高,满足了系统快速响应的要求.     

用于地铁机车的飞轮电池磁悬浮控制系统的设计

首先论述了将飞轮电池作为地铁机车的辅助动力的优越性和工作原理,提出了一种永磁和电磁混合控制的磁悬浮轴承设计方案,对磁悬浮轴承控制系统进行了动力学分析和建模仿真,设计了PID控制器,并对磁悬浮控制方案进行了实验研究,仿真和实验结果证实了本文提出的磁悬浮控制系统方案的可行性．     

计算机控制磁力轴承──悬浮转子系统的研究（DSP控制器在磁力轴承系统中的应用）

计算机控制磁力轴承——悬浮转子系统是利用计算机对悬浮于两个磁力轴承之间的柔性传轴进行五维实时控制，使径向及轴向的偏移量限制在指定的范围之内．文中，首先概述了目前国内外对该课题的研究情况，继而论述了磁悬浮轴承计算机控制系统的工作原理、总体设计、硬件及软件系统结构等，特别是对快速信息处理技术中的ＤＳＰ应用进行了详述．     

磁悬浮止推轴承控制系统的分析与设计

介绍了磁力轴承的主要特点及应用,并以一磁悬浮止推轴承模型作为研究对象,建立了系统的数学模型。应用状态反馈法及数字控制技术进行了控制系统设计,设计了控制系统调节器,并给出了实验结论。     

用于飞轮电池的电动磁力轴承的研究

针对飞轮电池目前存在的主要问题，如价格和可靠性，提出了一种新型被动磁悬浮支承系统，系统由轴向永磁磁力轴承和径向电动磁力轴承两部分构成．从电动磁力轴承的悬浮机理出发，分析转子在特定磁场下运动时的电磁力，建立了转子的状态方程，继而导出稳定运转条件，并通过设计实例导出转子在一定的设计参数下可在任何转速下稳定运转的重要结论．     

高速电机转子临界转速计算与振动模态分析

采用3D有限元方法,计算磁力轴承转子系统临界转速并分析振动模态,利用磁悬浮转子系统自身悬浮特性进行激振实验,确定有限元模型中磁力轴承支承刚度,有限元法计算的临界转速与转子系统实际运行临界转速相一致.研究表明,磁力轴承刚度对转子临界转速影响很大,可以通过改变磁力轴承刚度和转子材料来调整临界转速;为了避免转子超越弯曲模态的临界转速,转子轴伸长度应控制在安全范围内.     

主动磁悬浮推力轴承的状态反馈线性化控制

研究了无预磁化偏流的单边方式主动磁悬浮推力轴承的控制,针对系统的非线性模型,应用状态反馈线性化方法,构造出非线性控制器,使得系统在大范围内精确线性化,然后应用线性系统理论对线性化学系统进行综合。研究表明,系统具有良好的静、动态性能。由于这种单边方式推力轴承的电磁力线圈不需要预磁化偏流,与常规的差动式有预磁化偏流结构的系统相比,系统的功耗大为降低,效率显著提高,而且系统的温升及阻尼均大为减少。     

电磁轴承功放结构对系统性能的影响

电磁轴承的感性负载直接影响着高速轴承-转子系统抗干扰能力。分析了电流反馈对电磁轴承转子系统高频控制信号的影响，在此基础上提出引入电流反馈后，电磁轴承必须采用双极性开关功放结构．才能有效提高系统高频动刚度。对某高速磁浮内圆磨系统进行了动态仿真，比较了引入电流反馈后，系统高频控制信号的波形以及功放结构对系统动刚度的影响，仿真结果与理论分析一致。     

新型高速磨床主轴用磁悬浮轴承的设计

机床中的支承系统是限制主轴转速的首要因素,磁悬浮电磁轴承是实现高速主轴系统的主要支承之一,电磁轴承结构的设计非常复杂,且目前尚没有统一的设计方法。文章在结合电磁铁,电机定、转子的设计方法,并考虑电磁轴承的一些特殊要求的前提下,提出了一种磁悬浮电磁轴承的设计方法与步骤,并进行了样机设计。     

智能磁力轴承实现中的静态设计方法

电磁轴承是磁悬浮原理在机械领域中的一个应用实例,因其具有运动阻力小、无接触摩擦和磨损、功耗低以及寿命长等优点,而受到科学家和企业家的普遍关注,又由于其设计问题涉及多个学科领域的专业知识而增加了难度,使得其推广和应用受到一定的限制.利用机器人的理论和技术可赋予电磁轴承以专业设计人员的“智慧”,使它能够“独立”地“鉴别”将要“面对”的任何转子(或悬浮体),再根据“已有的专业知识”,包括“设计经验”,对转子(悬浮体)系统进行静动特性分析的综合分析,“在线设计”出系统合适的控制参数,实现稳定的悬浮支承.这就是智能磁力轴承的主要思想.     

基于TMS320F28335的新型恒流源偏置磁轴承控制方案设计

介绍了恒流源偏置磁轴承的研究进展,并设计一种新型恒流源偏置电磁轴承控制方案。该方案以TMS320F28335 DSP芯片为控制核心,详细介绍了所用开关功放的电路原理图以及新型恒流源偏置磁轴承的绕组结构与控制原理。研究表明,新型控制方案有助于提高恒流源偏置磁轴承的响应速度和控制精度,有很好的参考价值。