一种确定磁轴承的乘性PID稳定域的方法技术

本申请公开了一种确定磁轴承的乘性PID稳定域的方法，包括基于小增益定理确定出基于闭环系统鲁棒稳定性条件的乘性权重不确定性的H∞指数；基于边界交叉定理，采用D‑分割技术，确定出具有期望的PID控制器衰减率指标的参数边界；基于所述参数边界，确定(k

A method to determine the multiplicative PID stability region of magnetic bearings

【技术实现步骤摘要】
一种确定磁轴承的乘性PID稳定域的方法
本专利技术属于电机传动控制
，特别是涉及一种确定磁轴承的乘性PID稳定域的方法。
技术介绍
在人造卫星、导弹等现代装备
以及高性能的飞轮储能、发电机、人工心脏泵等
，都要用到电力传动控制设备。其中，磁轴承利用磁力将物体稳定悬浮在空气中以产生非接触特性，常规的精密定位机构大多使用带有导螺杆的伺服电机，该螺杆具有非常大的转换比，以达到精确定位的目的，然而由于其自身机制的限制，存在严重的摩擦和游隙问题，从而影响系统精度。现有技术中，除了提高系统硬件的加工精度并增加导轨组件外，最常用的方法是使用润滑剂来减少摩擦。但是，这些方法只能减少摩擦的影响，而不能完全消除摩擦。由于磁浮系统利用电磁力的作用将物体悬挂在空中，或者在运动过程中以非接触方式支撑物体，因此非接触特性可以有效避免机械系统的直接接触、摩擦，振动，噪音，能量损失等，并延长机械寿命；另一方面，磁悬浮系统的非接触特性可以避免摩擦和灰尘的产生，并且没有一般机械系统润滑的问题，可以保持工作场所的清洁，因此经常用于特殊的工作环境，例如真空、洁净室、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定磁轴承的乘性PID稳定域的方法，其特征在于，包括：/n基于小增益定理确定出基于闭环系统鲁棒稳定性条件的乘性权重不确定性的H∞指数；/n基于边界交叉定理，采用D-分割技术，确定出具有期望的PID控制器衰减率指标的参数边界；/n基于所述参数边界，确定(k

【技术特征摘要】
1.一种确定磁轴承的乘性PID稳定域的方法，其特征在于，包括：
基于小增益定理确定出基于闭环系统鲁棒稳定性条件的乘性权重不确定性的H∞指数；
基于边界交叉定理，采用D-分割技术，确定出具有期望的PID控制器衰减率指标的参数边界；
基于所述参数边界，确定(kp，ki)、(kp，kd)和(ki，kd)平面的鲁棒稳定区域。


2.根据权利要求1所述的确定磁轴承的乘性PID稳定域的方法，其特征在于，所述基于小增益定理确定出基于闭环系统鲁棒稳定性条件的乘性权重不确定性的H∞指数为：



其中，ΔI(s)为乘积摄动，Ua(s)为输入灵敏度函数，Ws(jω)为乘法权重函数，WI(jω)为逆乘法权重函数，K(s)为PID控制器传递函数，



其中，τ为时延常数，kh为电流系数，ks为传感器灵敏度系数，kw为功放系数，kx为位移系数。


3.根据权利要求2所述的确定磁轴承的乘性PID稳定域的方法，其特征在于，所述基于所述参数边界，确定(kp，ki)平面的鲁棒稳定区域包括：
kd是(kp，ki)平面中参数鲁棒稳定性区域的固定值，对于0﹤ω﹤∞，包含奇异边界线ki＝0，并且非奇异边界曲线由以下方程式给出



将其转换为复数的表达式，令实部和虚部等于零，得到



基于D-分割法，鲁棒稳定域边界包含奇异边界ω＝0，ω＝∞和非奇异边界0<ω<∞；
当ω＝0且θA∈[0,2π)时，得到
Gp(0)ki-(1/γ)WA(s)ki＝0；
得到ki＝0，kp是一个任意值，当ω＝∞并且θA∈[0,2π)时，方程无解，在(kp，k...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨益飞，周正存，
申请(专利权)人：苏州市职业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32