一种高速电机刚性转子系统的设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高速电机刚性转子系统的设计方法，建立高速电机刚性转子系统的状态空间模型；根据高速电机刚性转子系统的状态和控制输入建立二次型成本函数；根据高速电机刚性转子系统的状态空间模型和性能指标求解Riccati方程，得到最优状态反馈矩阵K；通过公式u＝‑KZ计算得到最优控制输入信号u；将计算得到的最优控制输入信号u输入系统中，实现LQR控制器。本发明专利技术采用最小化一个预定义的代价函数来实现对系统性能的全面优化。本发明专利技术不仅可以保证闭环系统的稳定性，还能够在一定程度上抵抗系统参数的变化和外部扰动。本发明专利技术通过采取有效的控制或信号处理方法能够使得整个基于电磁轴承的高速电机刚性转子系统的噪声大大减小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高速电机系统，具体涉及一种高速电机刚性转子系统的设计方法。

技术介绍

1、高速电机与电磁轴承(active magnetic bearings,ambs)的组合成为了一种重要的技术方案，特别是在那些对精度、速度和可靠性要求极高的场合。线性二次调节器(linear quadratic regulator,lqr)作为一种经典的最优控制方法，因其结构简单、设计直观且容易实现而被广泛应用于各种控制系统中。电磁轴承-高速电机刚性转子系统的设计和控制面临着以下几个主要挑战：复杂的动态特性：刚性转子的动态行为，包括其固有频率、模态等，对系统的稳定性和性能有重要影响。这些特性需要在设计控制器时予以考虑。系统的非线性：电磁轴承的非线性特性增加了控制系统设计的复杂度。高性能需求：高速电机系统通常要求高精度、高响应速度和高可靠性，这对控制策略提出了更高的要求。外部扰动和内部参数变化：在实际应用中，系统会受到各种外部扰动的影响，同时内部参数也可能因温度、磨损等因素而变化，这要求控制器具有良好的鲁棒性和自适应能力。

2、专利公开号为cn113193801本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高速电机刚性转子系统的设计方法，所述高速电机刚性转子系统具有电磁轴承，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高速电机刚性转子系统的设计方法，其特征在于，步骤S1中，高速电机刚性转子系统的状态空间模型为：

3.根据权利要求1所述的一种高速电机刚性转子系统的设计方法，其特征在于，步骤S2中，成本函数为：

4.根据权利要求3所述的一种高速电机刚性转子系统的设计方法，其特征在于，所述状态空间模型的系统状态变量其中，e为刚性转子振动误差，为误差的变化率。

5.根据权利要求3所述的一种高速电机刚性转子系统的设计方法，其特征在于...

【技术特征摘要】

1.一种高速电机刚性转子系统的设计方法，所述高速电机刚性转子系统具有电磁轴承，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高速电机刚性转子系统的设计方法，其特征在于，步骤s1中，高速电机刚性转子系统的状态空间模型为：

3.根据权利要求1所述的一种高速电机刚性转子系统的设计方法，其特征在于，步骤s2中，成本函数为：

4.根据权利要求3所述的一种高速电机刚性转子系统的设计方法，其特征在于，所述状态空间模型的系统状态变量其中，e为刚性转子振动误差，为误差的变化率。...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩磊，骆文娟，杜超，刘宝泉，陈景文，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：