磁悬浮柔性转子系统解耦控制仿真

作     者：宋春生 尹睿 魏子航 王鹏 SONG Chunsheng;YIN Rui;WEI Zihang;WANG Peng

作者机构：武汉理工大学机电工程学院湖北武汉430070 武汉理工大学湖北省磁悬浮工程技术研究中心湖北武汉430070 

基　　金：国家自然科学基金(51879209) 中央高校基本科研业务费专项资金(2021IVA117) 

出 版 物：《西南交通大学学报》 (Journal of Southwest Jiaotong University)

年 卷 期：2023年第58卷第4期

页      码：761-772页

摘      要：目前磁悬浮转子系统的解耦控制研究主要基于刚性转子系统,但在高转速、高支撑刚度下,转子的弹性模态不能忽视.针对磁悬浮柔性转子的解耦控制问题,首先,建立柔性转子模型,采用模态截断法进行简化,通过状态反馈解耦得到解耦系统;然后,基于解耦系统设计了内模控制器,针对状态变量不易通过传感器获取的特点设计状态观测器;最后,仿真分析系统的解耦效果.仿真结果表明:未解耦系统的位移响应中含有与系统固有频率相关的多个频率成分,而解耦后系统的位移响应仅含激励同频成分;同一坐标平面内的机械耦合由10^(-5)m数量级减小到10^(-6)m数量级,由陀螺效应引起的两径向方向间的耦合由10^(-6)m数量级减小到10-19 m数量级,机械耦合和陀螺效应耦合均得到了有效控制;稳定悬浮时轴心到参考点距离的标准差由6.52×10^(-9)m减小到6.38×10^(-12)m,解耦后系统的运行波动更小;转子升速时和受到噪声干扰时系统响应不再受到固有频率影响,始终保持平稳;采用状态反馈解耦对不同的控制方法同样有效.

主 题 词：磁悬浮轴承 状态反馈 解耦系统 内模控制 

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械学] 0811[工学-水利类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.0258-2724.20220773

馆 藏 号：203122666...