磁轴承控制参数优化方法、控制系统及磁轴承技术方案

本申请涉及一种磁轴承控制参数优化方法、控制系统及磁轴承，系统包括控制组件、电流控制器、功率放大器、线圈、转子、位移检测模块、电流检测模块；控制组件包括位置PID控制器及与之通讯连接的ITAE指标计算模块；ITAE指标计算模块用以实现磁轴承控制参数优化方法；电流控制器、功率放大器、线圈、电流检测模块依次连接构成内控制闭环；位置PID控制器、内制闭环、转子、位移检测模块依次连接构成外控制闭环；本方法以ITAE为优化指标，通过单纯形法更新参数，通过自动寻优，寻找一定范围内的最优参数，进而改善控制效果，使得磁轴承转子稳定而且高位移精度的悬浮，增强了控制的可靠性，提升轴承控制性能，在很大程度上提高了系统的稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
磁轴承控制参数优化方法、控制系统及磁轴承


[0001]本专利技术涉及磁轴承控制
，具体涉及一种磁轴承控制参数优化方法、控制系统及磁轴承。

技术介绍

[0002]磁轴承，是一种新型高性能轴承。与传统滚珠轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比，磁轴承不存在机械接触，转子可以达到很高的运转速度，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用高速、真空、超净等特殊环境。可广泛用于机械加工、涡轮机械、航空航天、真空技术、转子动力学特性辨识与测试等领域，被公认为极有前途的新型轴承。
[0003]磁轴承系统是由以下五部分组成：控制器、转子、电磁铁、传感器和功率放大器。其中最为关键的部件就是控制器。控制器的性能基本上决定了整个磁悬浮轴承系统的性能。控制器的控制规律决定了磁轴承系统的动态性能以及刚度、阻尼和稳定性。
[0004]主动磁悬浮轴承
‑
转子系统(Active Magnetic Bearing，AMB)因其与传统轴承
‑
转子系统相比具有无摩擦、能耗低等多项优点而备受关注。但其控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁轴承控制参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:以磁轴承系统的PID控制器的kp为X轴，PID控制器的kd为Y轴，构建二维平面；S2:设目标优化指标J
ITAE
，在所构建的二维平面中取不共线的三个点X0、X1、X2；其中，t为时间，e(t)为轴承转子偏离参考位置X
ref
与实际反馈值X
fb
的差值；S3:以三个点X0、X1、X2为顶点构建单纯形；S4:算出各个顶点的函数J
ITAE
值，记为f(X0)、f(X1)、f(X2)，设f(X0)>f(X1)>f(X2)；S5:进行参数判断；若f(X0)
‑
f(X2)<epsilon，则输出寻优结果，寻优结果为X0、X1、X2坐标值相加后的平均值；其中，epsilon为收敛误差；若不满足f(X0)
‑
f(X2)<epsilon，则用采用单纯形法进行搜索。2.根据权利要求1所述的磁轴承控制参数优化方法，其特征在于，在步骤S2中，所选取的三个点均是根据经验整定得到能稳定悬浮的PI参数。3.根据权利要求1所述的磁轴承控制参数优化方法，其特征在于，在步骤S5中，所述采用单纯形法进行搜索，包括以下步骤：S51：取X1、X2的中点坐标为X3，在X0、X3的延长线上取坐标点X4，使X4＝X3+delta(X3
‑
X0)；其中，delta为反射系数；S52：算出坐标点X4的函数J
ITAE
值，记为f(X4)；S52：构建新单纯形，并返回步骤S2。4.根据权利要求3所述的磁轴承控制参数优化方法，其特征在于，在步骤S52中，所述构建新单纯形的方式包括扩张处理、回缩处理、压缩处理和直接成形处理。5.根据权利要求4所述的磁轴承控制参数优化方法，其特征在于，所述扩张处理具体为；若f(X4)<f(X2)，则继续沿X0、X4方向向前搜索并取坐标点X5，使X5＝X3+alpha(X3
‑
X0)，其中，alpha为扩张因子；若f(X5)<f(X4)，以X5代替X0，构成新单纯形{X...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪，陈俊能，胡叨福，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：