一种自适应迭代补偿控制方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自适应迭代补偿控制方法，包括将转子系统产生的同频扰动力等效成扰动电流，提取转子位移的误差量，通过迭代搜寻扰动补偿器的迭代学习，在用于控制系统输出的控制器的输出端进行补偿扰动；并同时利用自适应迭代学习控制器与补偿器并联运行，保证系统的稳定性。本发明专利技术的有益效果：一是通过跟踪误差快速精确的计算出所需补偿的扰动控制电流的大小，保证了系统的稳定性；二是补偿器和控制器并联运行，在补偿器所需补偿超过其容量时，控制器可补偿其输出，具有一定的容错能力。

An Adaptive Iterative Compensation Control Method and System

【技术实现步骤摘要】
一种自适应迭代补偿控制方法和系统
本专利技术涉及的磁轴承系统主动控制
，尤其涉及一种飞轮储能用磁轴承自适应迭代补偿控制方法和系统。
技术介绍
近年来飞轮储能装置作为一种新型的储能设备，由于其具有节能环保、使用寿命长、易于维护、能量效率高等优点，在电能储能的应用域具有良好的研究前景。由于储能量的大小与转速的平方和转子质量成正比，因此在转子质量一定时，无论对于运用于电网的飞轮储能系统，还是运用于汽车电池的飞轮储能系统来说提高转速则是提高其自身储能能力的主要方式。主动电磁轴承简称电磁轴承，是用电磁力使转子悬浮起来的一种新型轴承；是集电磁学、电子技术、自动控制理论、计算机科学、转子动力学为一体的典型的机电一体化产品。电磁轴承利用电磁力使转子无接触地悬浮起来，这一独特的性能使得电磁轴承与传统的滑动轴承、滚轴轴承和滚珠轴承相比，具有无法比拟的优点。目前，电磁轴承也是唯一投入使用的可以对转子实施主动控制的支承。由于加工精度，工作环境等因素，转子在运行时必定存在一定的动静不平衡，从而导致转子的几何中心与质心存在一定的偏差，进而引起转子振动。不平衡振动不仅影响磁轴承控制的精度，而且如果在高转速的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应迭代补偿控制方法，其特征在于：包括，将转子系统产生的同频扰动力等效成扰动电流，提取转子位移的误差量，通过迭代搜寻扰动补偿器的迭代学习，在用于控制系统输出的控制器的输出端进行补偿扰动；并同时利用自适应迭代学习控制器与补偿器并联运行，保证系统的稳定性。

【技术特征摘要】
1.一种自适应迭代补偿控制方法，其特征在于：包括，将转子系统产生的同频扰动力等效成扰动电流，提取转子位移的误差量，通过迭代搜寻扰动补偿器的迭代学习，在用于控制系统输出的控制器的输出端进行补偿扰动；并同时利用自适应迭代学习控制器与补偿器并联运行，保证系统的稳定性。2.如权利要求1所述的自适应迭代补偿控制方法，其特征在于：具体还包括以下步骤，建立包含不平衡力扰动的磁轴承的动力学模型；根据所述动力学模型，搭建包含迭代搜寻扰动补偿器和磁悬浮控制器的闭环控制系统，其中所述磁悬浮控制器包括自适应迭代学习控制器和PID控制器；所述迭代搜寻扰动补偿器设计，包括扰动力左移和扰动力的搜寻，通过引入目标位置与实际位置的差值，计算出扰动电流后，通过直接在电流端施加一个幅值相反的信号与它进行叠加进行补偿；利用迭代搜寻扰动补偿器和所述自适应迭代学习控制器并联工作，对系统的扰动进行有效抑制并保证系统稳定运行。3.如权利要求2所述的自适应迭代补偿控制方法，其特征在于：根据考虑到动静不平衡的存在，因此扰动力和扰动力矩表示为：Fex＝meω2cos(ωt+φ)Fey＝meω2sin(ωt+φ)Mεx＝(Jx-Jz)εω2cos(ωt+φ)Mεy＝(Jy-Jz)εω2sin(ωt+φ)上式中参数ω表示磁轴承转子的转速，参数e表示主轴偏心距，参数ε表示由力矩导致的倾角，φ表示不平衡引起的不平衡相角。4.如权利要求3所述的自适应迭代补偿控制方法，其特征在于：由所述扰动力和扰动力矩，可知包含不平衡力扰动的所述动力学模型为：上式中m表示转子的质量，ω表示转子的转速，Jx表示x方向的赤道转动惯量，Jy表示y方向的赤道转动惯量，Jz表示极转动惯量，FLx和FRx分别为左、右两个磁轴承在x方向的电磁力，FLy和FRy分别为左、右两个磁轴承在y方向的电磁力；Fex和Fey分别表示作用在转子x和y这两个方向上的不平衡力；Mεx和Mεy分别表示作用在转子x和y这两个方向上的不平衡力矩。5.如权利要求2或3所述的自适应迭代补偿控制方法，其特征在于：搭建所述闭环控制系统，包括适应迭代学习控制器和补偿器并联运行，即两个模块的输入和输出端相同，都是以给定位置和实际位置的误...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳慧珉，吴克辰，张广明，梅磊，邓歆，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32