数控技术在磁轴承应用中的研究

本文介绍磁悬浮主轴系统的组成及工作原理，提出了一种在常规PID基础上的智能PID控制器的新型数字控制器设计。其核心部件是TI公司的TMS320LF2407A．设计了五自由度磁悬浮主轴系统的硬件总体框图。用C2000作为开发平台．设计在常规PID基础上的智能PID控制器。理论分析结果表明：这种智能PID控制器能实现更好控制效果，达到更高的控制精度要求。     

二自由度交流主动磁轴承最小二乘支持向量机解耦控制

采用最小二乘支持向量机(LS–SVM)理论, 研究了二自由度交流主动磁轴承这一多变量、非线性、强耦合的控制对象的动态解耦问题. 根据主动磁轴承的基本结构, 利用等效磁路法推导了悬浮力模型, 建立了系统的状态方程, 并对其进行可逆性分析; 应用LS–SVM辨识原理推导出系统的逆模型; 将逆模型与原系统串联, 从而将原非线性耦合系统解耦成伪线性系统, 并设计了附加控制器; 采用MATLAB软件平台构建了磁轴承仿真系统, 对系统进行了拟合、起浮、干扰及解耦仿真试验并进行了分析; 最后构建了交流主动磁轴承实验平台, 对转子起浮和解耦性能进行了实验. 研究表明: 采用LS–SVM逆解耦控制策略, 能够实现交流主动磁轴承的动态解耦, 系统具有良好的动静态性能.     

基于Elman网络的主动磁轴承辨识研究

论文首先简述了主动磁轴承的工作原理及数学模型,比较了基于BP前馈网络和Elman递归网络的非线性辨识,并提出了一种加快神经网络收敛速度的辨识方案.通过对某单自由度磁轴承的仿真表明,该方案具有收敛速度快,模型精度高等优点.     

磁轴承控制器的研究与仿真

论文以磁轴承为控制对象,讨论和比较了传统PID控制器、基于BP网络的PID控制器以及遗传算法整定的PID控制器的设计和仿真.     

主动磁轴承径向四自由度转子数学模型与仿真

针对陀螺效应,传感器和径向磁轴承的非共点安装以及轴颈倾斜等因素引起的径向磁轴承间的耦合,本文建立一个考虑径向四自由度耦合的多输入多输出系统,并在此基础上,推导出状态空间的表达式,给出了线性二次型最优控制的仿真分析。     

主动磁轴承数据采集系统的设计与应用

分析了高速主动磁轴承系统对数据采集系统的基本需求，讨论了基于Windows平台的利用虚拟设备驱动程序捕捉实时硬件中断的技术在高速数据采集方面的应用，具体内容包括：介绍了系统的硬件结构，并利用调用动态链接库的方法编写了相应的数据采集程序。最后通过对AMB的实际测试结果，验证了该系统的可靠性和有效性。     

永磁偏置混合磁轴承控制系统设计与仿真

该文介绍了永磁偏置磁轴承的工作原理,建立了磁轴承控制系统的数学模型,通过设计仿真,确定了系统控制器的形式和参数,并对系统的频率特性和阶跃响应进行了分析。     

一种新型三极交流磁轴承原理与解耦控制

摘要：阐述了一种新型三极交流磁轴承的基本结构与工作原理,用等效磁路法推导了其悬浮力数学模型。针对三极交流磁轴承在两相静止坐标系下数学模型的强耦合特性,采用逆系统方法将其解耦为伪线性系统,并在该伪线性系统的基础上利用线性二次型调节器（Linear Quadratic Regulator,简称LQR）设计了满足性能指标的控制器。仿真试验表明这种解耦控制策略不仅能够实现三极交流磁轴承径向位移之间的动态解耦,而且可以实现转子稳定悬浮,并且系统具有良好的动、静态性能。     

基于改进卡尔曼滤波器的扰动抑制无模型自适应控制方案

针对无模型自适应控制方法在测量扰动作用下控制效果不佳的问题, 本文提出了一种新的扰动抑制无模型自适应控制方案. 首先基于受控系统的动态线性化数据模型及测量扰动的统计特性, 在最小方差估计准则下推导了基于系统输入输出数据的改进卡尔曼滤波器. 然后基于此滤波器给出了一种新的扰动抑制无模型自适应控制方案. 该方案仅需用到受控系统的输入输出数据, 即可实现在强测量扰动作用下系统的无模型自适应控制. 仿真结果显示, 相比现有的扰动抑制无模型自适应控制方案, 该方案在系统跟踪常值参考信号、时变参考信号时均能有效地抑制测量扰动, 适用性更好的同时可以获得更小的跟踪误差及更大的数据信噪比.     

基于坐标变换的径向主动磁悬浮轴承容错控制

针对安装3个位移传感器的六极径向主动磁轴承,研究了基于坐标变换的位移传感器容错控制算法;在电流分配矩阵重构法的基础上,提出了基于坐标变换的执行器容错控制算法;并将这两种算法结合,提出了基于坐标变换的位移传感器和执行器容错控制算法;最后,在一个两自由度径向主动磁轴承实验台上对该容错控制算法进行了实验研究.实验结果表明,采用新容错控制算法可以最多在1个传感器故障和3个励磁线圈同时故障的情况下实现转子的稳定悬浮.     

最优控制理论在磁轴承控制系统中的应用研究

建立了径向四自由度磁轴承系统状态方程, 介绍了采用最优控制理论中线性二次型方法设计磁轴承集中和分布参数控制器的方法和步骤, 并用MATLAB语言进行了仿真比较. 仿真和实验结果表明: 磁轴承转子在 60000rpm以下运行, 基于最优状态反馈控制理论设计的控制器, 忽略各自由度之间的耦合, 用分散控制策略设计的磁轴承控制系统, 基本满足磁轴承性能要求.     

磁悬浮轴承的模糊PID控制

针对磁悬浮轴承控制系统多变量强耦合、不易建立精确数学模型的特点,应用模糊PID控制技术。实现对5自由度磁悬浮轴承的数字控制。该控制方法简单实用,不仅可以简化磁悬浮轴承控制系统的设计,同时还能够提高系统的控制精度。为了进一步提高控制系统的快速性,采用DSP芯片TMS320VC33作为控制核心。试验结果表明,系统的控制效果良好,有一定的实用价值。     

电磁轴承控制系统设计与仿真研究

介绍了电磁轴承控制系统，开发了电磁轴承控制仿真系统，研究了PID控制参数对电磁轴承控制的影响，给出了在不同的PID控制参数下的仿真结果，该研究为电磁轴承的控制系统的设计与调试提供了参考依据。     

主动磁悬浮轴承的神经网络自适应稳定性控制

针对主动磁悬浮轴承本质非线性和开环不稳定的系统特征,设计了一种BP神经网络自适应PID控制器。该控制器采用改进的BP神经网络PID控制算法,通过BP神经网络的自学习和权值调整寻找最优的PID参数,克服了常规PID控制参数整定困难的缺陷,实现了系统的自适应控制。通过MATLAB/Simulink环境和S-Function模块建立了主动磁悬浮轴承控制系统模型,并进行了系统仿真实验,结果表明,BP神经网络自适应PID控制系统响应速度更快,具有更好的动态性能和稳态性能。     

电磁轴承系统模糊PID控制方法研究

针对电磁轴承系统中高刚度与大范围稳定的矛盾，将转子运动范围划分成若干段，根据每一段系统性能要求设计相应的控制参数，利用模糊控制方法对PID控制器参数进行在线调整。仿真实验表明，设计的模糊PID控制器，有效地解决了系统中存在的高刚度与大范围稳定的矛盾，同时保证了系统良好的动态性能和鲁棒性能。     

单输入单输出系统的模糊无模型自适应控制方法

根据无模型自适应技术的特点,提出了一种模糊无模型自适应控制方法.并对该方法的特点进行了分析.仿真结果表明,该方法原理简单、控制效果好,可应用于各种单输入单输出控制系统.     

基于线性自抗扰控制技术的永磁同步电机控制策略研究

永磁同步电机(PMSM)具有体积小、高速度、高精度等优势,广泛应用于现代工程实际当中。在多数情况下其控制策略采用经典的PID控制,但较多的实际复杂环境当中,传统的PID所暴露的固有缺陷已经无法满足PMSM的控制高效性。采用先进的线性自抗扰控制策略,其具有不依赖具体对象模型,控制器自身可以估计补偿作用于被控对象的所有扰动的优势,实验仿真结果表明,该方案有效抑制了扰动,进而提高了系统的控制性能。     

Active Disturbance Rejection Control of a Magnetic Suspension System

This paper proposes a novel output feedback control scheme for robust stabilization and tracking tasks in a magnetic suspension system. Active disturbance rejection control, differential flatness and on‐line asymptotic disturbance estimation are properly used for the proposed control synthesis. The controlled system is subjected to a wide spectrum of unknown significant matched and unmatched disturbances due to external forces and voltages, parametric uncertainties, control and state‐dependent perturbations and possibly input unmodeled dynamics. The effectiveness and robustness of the proposed active disturbance control scheme is verified by computer simulations for the robust tracking of a rest‐to‐rest reference position trajectory specified to firstly stabilize the suspended mass at a desired vertical position and next transfer it to another equilibrium position for both continuous and switched control voltage signals.     

机载光电侦察平台的自抗扰控制技术研究

PID控制在机载光电侦察平台伺服系统中应用广泛,但其固有的一些缺陷限制了系统性能的进一步提高.为此,设计了一个自抗扰控制器,通过采取为参考信号安排过渡过程,估计参考信号和输出信号的微分,实时估计并补偿伺服系统的所有扰动等措施,克服了PID控制器的缺陷.以某型号机载光电侦察平台为控制对象,对自抗扰控制器与PID控制器进行了仿真对比试验.试验结果表明,采用自抗扰控制器的机载光电侦察平台伺服系统的阶跃响应速度快、无超调,对模型摄动和测量噪声不敏感,对外界扰动的抑制能力强,能够有效克服摩擦扰动对平台低速运动性能的影响,各项性能均优于PID控制器.最后,提出了一套自抗扰控制器参数整定准则.