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《磁懸浮軸承的模糊控制算法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要磁懸浮軸承是一種新穎的支承部件，它是由轉(zhuǎn)子、軸承及位置控制器構(gòu)成的機(jī)電～體化系統(tǒng)。它以無機(jī)械接觸、無磨損和無需潤滑等傳統(tǒng)軸承所無法比擬的優(yōu)點而倍受矚目。磁懸浮軸承必須在控制系統(tǒng)的協(xié)助下才能正常工作，且控制器性能的好壞直接影響到磁懸浮軸承的動態(tài)性能和轉(zhuǎn)子的控制精度。本文在分析單自由度磁懸浮軸承的基礎(chǔ)上，建立了磁懸浮軸承的簡化數(shù)學(xué)模型，導(dǎo)出了控制系統(tǒng)模型。在分析PID控制器參數(shù)對控制系統(tǒng)性能影響的基礎(chǔ)上，提出了采用變參數(shù)PID控制器對磁懸浮軸承進(jìn)行控制，給出了控制器參數(shù)的整定原則。在MATLAB的SⅡ爪H．玳K環(huán)
2、境下構(gòu)建控制系統(tǒng)模型，用S-function編寫變參數(shù)PID控制器的參數(shù)變化規(guī)則模塊和磁懸浮軸承的菲線性模型，并進(jìn)行了動態(tài)仿真。根據(jù)磁懸浮軸承的控制系統(tǒng)模型，對磁懸浮軸承的數(shù)字控制系統(tǒng)進(jìn)行了實驗設(shè)計，論述了磁懸浮軸承控制系統(tǒng)中各個組成部分在系統(tǒng)中的作用，并進(jìn)行了實驗研究。分析比較了實驗數(shù)據(jù)。磁懸浮軸承的控制器設(shè)計通常是在平衡點附近進(jìn)行線性化，按照線性理論設(shè)計線性控制器。但是由于磁懸浮軸承有本質(zhì)上的非線性，而傳統(tǒng)PID控制器通常不能有效克服被控對象模型參數(shù)的大范圍變化及其非線性因素的影響。本文首先設(shè)計了基本模糊控制器，并用MATLAB進(jìn)行
3、了仿真研究，為了改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，本文提出采用模糊一PID復(fù)合控制器，在大偏差范圍內(nèi)采用模糊控制，小偏差范圍內(nèi)采用傳統(tǒng)PID控制，并進(jìn)行了磁懸浮轉(zhuǎn)子起浮特性的仿真，仿真結(jié)果表明這種控制策略有利于使磁懸浮轉(zhuǎn)予在大范圍內(nèi)穩(wěn)定。對于模糊一PID復(fù)合控制器的設(shè)計，切換點的選擇成為影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。當(dāng)過早地切換會體現(xiàn)不出模糊控制的優(yōu)點而使超調(diào)量增大，甚至造成積分飽和現(xiàn)象使系統(tǒng)失穩(wěn)：當(dāng)過遲切換，如果模糊控制器有較大的靜差，則有可能根本無法進(jìn)入PID控制。文中對切換點的選擇進(jìn)行了分析和仿真研究。關(guān)鍵詞：磁軸承；模糊控制：變參數(shù)PID控制；仿真；S
4、-function——一．莖堅里三奎蘭堡圭蘭垡壘奎AbstractMagneticbeatingsas@novelsupportingcomponents。whichareelectrimechanicalsystemsconsistedofrotor,bearingandpositionconU'oUer．Ithasbeenattractinggreatattentionbecauseoftheadvantagesofnomechanicaltouch。nofraysanddispensingwithlubricatecompared
5、withthetraditionalbeating．Magneticbearingscanworkwellonlyinthehelpofcontrolsystem．Sotheperformanceofcontrolleraffectsthedynamicperformanceofmagneticbearingsandthecontrolprecisionoftherotordirectly．I力thisarticle．thereasonablemat】1ematicmodeJwasbuilluphasedonthestudyofthes
6、inglefreedommagneticbearings，andthemodelofthecontrolsystemwasgiventoo．Basingonthis，thispaperanalyseshowtheparametersofthePIDcontrolleraffecttheperformanceofthecontrolsystemfist,thenpresentsavariableparametersPIDcontrollerappliedtothemagneticbearingssystem．Theparameters蛐p
7、rincipleofthiscontrollerareproposed．ThecontrolsystemissimulatedwiththeSimulinkofMATLAB；theparametersturningmoduleandtheaorllinearmodelofthemagneticbearingsarerealizedbyS-function．Thisarticleintroducestheexperimentalsystembasedonthedigitalcontrolsystemofmagneticbearings，a
8、nddiscussesthefunctionofthesystem’Sconstitutingparts，andthenanalysestheexperimentaldata．Theusualdesigno
