【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于磁轴承控制方法，尤其是一种用于磁轴承的模态解耦分散控制方法。
技术介绍
由于制造工艺的限制以及实际应用的需求，通常在尺寸上磁轴承系统关于转子质心是不对称的。若设计磁轴承转子系统在几何尺寸上关于转子质心对称，严格意义上该系统并不能称为参数对称系统。满足对称参数系统条件的同样包含轴承刚度的对称性，由于系统刚度与气隙磁导率、绕组匝数、平衡点气隙长度等参数有关，并且受到热膨胀、平衡点气隙长度不确定等的影响，因此，做到四自由度上的磁轴承刚度始终保持一致是非常困难的。所以，在实际的应用系统中磁轴承通常为不对称参数系统。由交叉反馈控制分析可知，对于参数对称的磁轴承系统，应用速度交叉反馈能够使系统完全解耦，使得系统的零极点不随转速的变化而变化。但是对于参数不对称的系统，由于对交叉系数的确定没有较好的方案，交叉通道的增益无法满足解耦的需要，因此，传统的分散交叉反馈控制无法对参数不对称系统中存在的陀螺耦合进行有效的抑制。应用LQR控制等集中控制方法能够较好的...
【技术保护点】
一种用于磁轴承的模态解耦分散控制方法，在磁轴承的PID控制器中设置有微分环节、比例环节和积分环节，用于分别对磁轴承的四个自由度进行分散控制，其特征在于，模态解耦分散控制方法包括如下步骤：步骤1，对磁轴承的陀螺耦合项进行解耦，具体步骤为：步骤1.1，设计一个与微分环节相并联的微分控制器，用于消除微分环节中由不同固有微分增益带来的耦合干扰；步骤1.2，设计一个速度交叉反馈控制器，用于在微分控制器的后端引出对应于磁轴承四自由度控制的四路交叉通道，以实现磁轴承的陀螺耦合项解耦；步骤1.3，设计一个位移交叉反馈控制器，用于消除速度交叉反馈控制器中引入的比例耦合项；步骤2，分别对微分环...
【技术特征摘要】
1.一种用于磁轴承的模态解耦分散控制方法，在磁轴承的PID控制器中设置有微分环节、
比例环节和积分环节，用于分别对磁轴承的四个自由度进行分散控制，其特征在于，模态解
耦分散控制方法包括如下步骤：
步骤1，对磁轴承的陀螺耦合项进行解耦，具体步骤为：
步骤1.1，设计一个与微分环节相并联的微分控制器，用于消除微分环节中由不同固有微
分增益带来的耦合干扰；
步骤1.2，设计一个速度交叉反馈控制器，用于在微分控制器的后端引出对应于磁轴承四
自由度控制的四路交叉通道，以实现磁轴承的陀螺耦合项解耦；
步骤1.3，设计一个位移交叉反馈控制器，用于消除速度交叉反馈控制器中引入的比例耦
合项；
步骤2，分别对微分环节、比例环节和积分环节进行反对角项补偿，具体步骤为：
步骤2.1，设计一个微分耦合补偿控制器，用于对微分环节中包含的微分耦合反对角项进
行消除；
步骤2.2，设计一个比例耦合补偿控制器，用于对微分环节、比例环节和积分环节引入的
比例耦合反对角项进行消除；
步骤2.3，设计一个积分耦合补偿控制器，用于对积分环节引入的积分耦合反对角项进行
消除；
步骤3，分别对微分耦合补偿控制器、比例耦合补偿控制器和积分耦合补偿控制器引入
的正对角项进行补偿，具体步骤为：
步骤3.1，设计一个正对角补偿微分环节，对微分耦合补偿控制器引入的正对角项进行补
偿；
步骤3.2，设计一个正对角补偿比例环节，对比例耦合补偿控制器引入的正对角项进行补
偿；
步骤3.3，设计一个正对角补偿积分环节，对积分耦合补偿控制器引入的正对角项进行补
偿。
2.根据权利要求1所述的用于磁轴承的模态解耦分散控制方法，其特征在于：步骤1.1中，
微分控制器的传递函数为：
βns+1Tfβns+1,n=1...4---(1-13)]]>式中，βn为微分系数，s为拉式算子，Tfβn为惯性环节系数，该参数数值较小，忽略不计，
\tn代表了不同磁轴承上的微分器，从1到4分别对应于xl、xr、yl、yr方向磁轴承。
3.根据权利要求1所述的用于磁轴承的模态解耦分散控制方法，其特征在于：步骤1.2中，
速度交叉反馈控制器的传递函数矩阵为：
式中，τ1、τ2、τ3和τ4均为固有微分系数，和为速度交叉反馈控制器进行
陀螺耦合项解耦获得的速度交叉通道系数。
4.根据权利要求1所述的用于磁轴承的模态解耦分散控制方法，其特征在于：步骤1.3中，
位移交叉反馈控制器的传递函数矩阵为：
式中，和为对速度交叉反馈控制器进行比例项消除获得的位移交叉
通道系数。
5.根据权利要求1所述的用于磁轴承的模态解耦分散控制方法，其特征在于：步骤2.1中，
微分耦合补偿控制器的传递函数矩阵为：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：张广明，禹春敏，欧阳慧珉，梅磊，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。