基于Simulink的主动磁轴承控制系统的仿真与研究

介绍了主动磁轴承的工作原理,建立其控制系统的数学模型,并利用Simulink进行动态仿真,给出仿真结果,其结果对研究磁轴承稳定性有一定的意义。     

永磁式磁轴承的被动悬浮和主动悬浮问题研究

以磁轴承为研究对象，在论述磁轴承结构特点的基础L，介绍了该磁轴承试验模型的工作原理和系统组成，推导了其动力学模型。最后对磁轴承的被动悬浮特性进行了分析，对其主动悬浮控制系统进行了设计，给出了实验结果。     

基于神经网络的磁轴承自适应控制器

研究机床电主轴上采用的主动磁轴承系统的建模,设计了基于RBF神经网络的自适应PID控制器.该控制器可根据磁轴承的运行情况进行在线自学习和自校正,避免了PID控制器参数整定困难且无法及时改变的缺点.基于某磁轴承系统的仿真和实验研究表明,该RBF-PID控制器能很好地抑制转子振动,满足控制要求.     

球面解耦永磁偏置磁轴承设计与分析

针对磁轴承在偏转时产生干扰力矩和磁路耦合问题,提出一种球面解耦永磁偏置磁轴承。基于麦克斯韦电磁吸力方程和等效磁路法理论分析磁轴承的力解耦和磁路解耦,并利用有限元仿真验证理论分析结果。结果表明：在转子发生0.5°偏转时,球面解耦永磁偏置磁轴承的干扰力矩是柱面永磁偏置磁轴承干扰力矩的1.3%,且在轴承径向隔磁块中间位置,气隙磁密约等于0.01 T,磁通几乎不穿过轴承定转子。球面解耦永磁偏置磁轴承可降低干扰力矩,实现磁路解耦,提高控制力矩精度,可用作磁悬浮飞轮的主动高精度控制。     

基于PD控制的磁轴承刚度与阻尼分析

刚度和阻尼是描述磁轴承特性的2个重要指标.本文以磁轴承为研究对象,从刚度和阻尼的定义出发,在磁轴承闭环控制系统结构变换的基础上,研究了系统的动刚度、动阻尼特性.应用劳斯判据分析PD控制器参数范围,在闭环系统稳定的前提下,结合仿真实例,从频域角度分析PD控制器参数与系统刚度、阻尼的关系,其结果对磁轴承控制器设计有一定指导意义.     

混合灵敏度控制在电液位置控制系统中的应用

建立电液位置控制系统的数学模型,设计H∞混合灵敏度控制器,利用MATLAB/simulink进行系统的PID控制和H∞混合灵敏度控制的仿真,最后通过变负载实验对PID控制、H∞混合灵敏度控制效果进行比较.仿真和实验结果表明,H∞混合灵敏度控制比常规PID控制具有更好的鲁棒性,可以很好地满足大多数电液位置控制系统的要求,具有很强的实用性.     

新型气磁悬浮轴承的机理研究及仿真分析

基于静压气体轴承具有可提供较大承载力与主动磁轴承具有无摩擦、无磨损、可控性好的特点,提出了一种新型气磁悬浮轴承.研究了其悬浮机理,基于静压气体轴承压力分析以及主动磁轴承磁路分析,建立了气磁悬浮轴承悬浮力的数学模型;通过有限元仿真分析了气磁轴承的磁场特性、流场特性以及气磁耦合特性,确定了气磁轴承的承载能力.研究结果表明:...     

二次调节转速控制系统的H∞鲁棒控制策略研究

基于二次调节加载试验台系统,针对二次调节转速控制系统存在模型参数不确定性以及力矩扰动,通过选择合适的加权函数将二次调节转速控制转化为H∞混合灵敏度问题.建立了二次调节转速控制系统数学模型,并采用H∞优化方法设计了鲁棒控制器.最后对二次调节转速控制系统进行了仿真研究,结果表明采用鲁棒控制器的转速系统较传统的PID控制的控系统具有更好的鲁棒稳定性和抗干扰性能.     

四自由度电磁轴承—转子系统的数学模型与仿真

电磁轴承是一种依靠电磁力支承转子的新型无接触轴承,与传统油润滑轴承相比,具有许多优越性。但是在系统分析和建模中包括机械结构和控制系统两部分,使其数学模型复杂。本文针对四自由度电磁轴承-转子系统,讨论了磁轴承-转子运动微分方程和控制系统传递函数,建立磁轴承-转子系统的状态方程,并进行仿真。根据系统的仿真结果,考察转子轴颈的运动轨迹,评估控制算法和优化控制器参数,分析转子在高速旋转下的性能。     

数控机床直线伺服系统IP控制器设计的新方法

对数控机床直线伺服系统IP控制器提出用鲁棒控制理论进行设计的新方法.在建立系统状态空间模型的基础上,将直线伺服系统的IP控制器设计问题归结为标准的H∞控制问题,通过求Riccati不等式的对称正定解得到H∞控制器;而H∞控制器的解析表达式即包含了IP控制器.仿真结果表明,用该方法设计的控制系统具有良好的抑制扰动和跟踪给定的效果,满足数控机床对高性能直线伺服系统控制的要求.     

磁悬浮永磁直线电机伺服系统H∞鲁棒控制的研究

磁悬浮永磁直线电动机具有直接驱动与磁悬浮的特点,它能消除传动链所带来的不良影响以及动子与静止导轨之间的摩擦,提高系统的快速反应能力和精度.针对磁悬浮永磁直线电动机中的不确定性扰动,提出基于黎卡提不等式(Riccati)方法设计进给系统的H∞鲁棒控制器.首先,采用矢量控制方法中的id=0控制策略,把非线性系统解耦成独立的线性电流子系统和速度子系统.其次,在建立系统状态空间模型的基础上,将此系统归结为标准的H∞控制问题,通过求Riccati不等式的对称正定解,进而得到磁悬浮永磁直线电动机系统的状态反馈H∞控制器.最后,在MATLAB环境下搭建系统的仿真模型,对控制系统进行仿真研究,结果表明所设计的H∞控制器满足对不确定性扰动抑制的要求.     

直接驱动数控转台的QFT-H∞控制

直接驱动数控转台用环形永磁力矩电机伺服系统的参数不确定性和负载扰动严重影响系统的伺服性能，文章采用定量反馈理论（QFT）与H∞控制理论相结合的方法设计了一个速度控制器。QFT能够实现具有大范围不确定性系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能设计要求，但需要在Nichols图上进行回路整形．作图过程十分繁琐。基于QFT，利用H∞控制理论设计控制器可省去作图过程，大大简化了设计过程。仿真结果及分析表明，所设计的QFT—H∞速度控制器使伺服系统对参数不确定性和负载扰动具有较强的抗干扰性能。     

基于气动机械手夹持力系统的H_∞控制器设计

介绍气动机械手夹持力控制系统的工作原理,建立气动机械手夹持力控制系统的数学模型;针对目前机械手夹持力控制的各种不确定性因素,设计了H∞混合灵敏度控制器,并对其控制效果进行仿真分析。结果证明:控制器能够满足设计需要,并具有灵活的扩展性。     

一类网络化控制系统的鲁棒H∞时延状态反馈控制

对于在控制回路中同时存在网络诱导控制时延和输出时延的网络化控制系统,通过构造系统的不确定模型,基于Lyapunov稳定性理论以及线性矩阵不等式方法,分别在无扰动和有扰动情况下给出了一种利用时延状态反馈控制,确保闭环系统稳定的充分条件以及鲁棒H∞最优和次优控制律的设计方法.仿真研究验证了所提方法的有效性.     

大承载力径向电磁轴承的建模设计与分析

根据10 kW·h储能飞轮对支承系统的大承载力要求,提出12磁极E型径向电磁轴承结构,分析磁极个数对于支承性能的影响,建立12磁极径向电磁轴承的电磁力数学模型,并基于此对电磁轴承的结构展开设计。基于有限元软件,进行不同控制电流下的电磁轴承磁场分布仿真。基于所设计的径向电磁轴承试验台,进行不同间隙状态下的电磁力试验,仿真和试验分析结果验证了所提出磁轴承结构的合理性和可行性。     

数控机床直线伺服系统二自由度鲁棒控制的研究

对数控机床直线伺服系统提出二自由度鲁棒控制.首先,建立了基于模型匹配二自由度系统的状态空间模型,并将速度控制器设计归结为标准的H∞控制问题;其次,用线性矩阵不等式法得到输出反馈次优H∞控制器;最后,通过求解凸优化问题得到H∞最优控制器,以保证系统的鲁棒性.仿真结果表明,用该方法设计的数控机床直线伺服系统能够很好的抑制扰动和跟踪给定.     

热平衡条件约束的推力磁轴承设计参数优化

本文阐述了一种推力磁轴承热平衡条件约束的设计参数优化的有效算法，约束包括外载荷、热平衡、电磁匹配和几何条件。系统设计变量为磁铁内环外径，外径内径。槽口深度和安匝数，还对系统参数作了灵敏度分析，一个高速透平主轴用推力磁轴承的应用实例表明：影响轴承承载力的主要因素是安匝数，静态气隙和槽口截面积，受热平衡和几何条件的限制，静态气隙和槽口面积的可调整范围较小，而适当增大绕组匝数和控制电流，可以显著提高承载力。     

混合动力挖掘机回转速度控制系统的研究

针对挖掘机回转速度控制系统存在转动惯量变化大、外干扰等不确定性。采用了液压混合动力技术的挖掘机回转装置的速度控制系统进行了鲁棒控制器设计,并进行了校正后系统的仿真验证。采用基于线性矩阵不等式(LMI)的H∞控制器设计方法,通过选择适当的加权函数矩阵,将实际控制系统转化为广义受控对象,设计出满足性能要求的鲁棒控制器。仿真结果表明:所设计的速度控制系统具有较强鲁棒性,能有效地抵抗回转运行过程中的参数摄动和干扰,满足控制系统性能指标。     

交流伺服系统的H∞鲁棒控制研究

本文介绍了一种基于H∞理论的控制方法,并将其主地对交流伺服电机转速鲁棒控制的系统,理论分析和仿真实验结果证明了该算法具有良好的跟踪特性和对系统参数摄动的鲁棒性。     

基于GA的直线伺服系统H∞优化控制的研究

针对永磁直线伺服系统存在的不确定性扰动,提出基于遗传算法(GA)的H∞混合灵敏度控制方法.根据永磁直线伺服系统的数学模型,对电流环采用PI控制,用根轨迹法来确定控制器的参数;以参考输入和扰动作为系统的输入向量,考虑系统对参考输入的跟踪和对扰动输入的抑制,将速度控制器设计归结为H∞混合灵敏度问题;在选择多个加权函数时,以性能指标作为相应的适应度函数,采用遗传算法选取加权函数,设计伺服系统的H∞优化控制器.对系统进行计算机仿真.仿真结果表明,用该方法设计的系统,其抑制扰动和跟踪给定信号的性能得到改善,满足高性能数控机床永磁直线伺服系统控制的要求.