基于遗传算法优化的LQR主动磁悬浮轴承控制

发布时间：2021-07-07 22:43

　　主动磁悬浮轴承（AMB）是利用电磁线圈将电能转化成电磁能为转轴提供支撑的机械装置。在当代工业制造领域,相较于传统轴承,主动磁悬浮轴承因为拥有无机械摩擦损耗、使用转速极高、功耗小、噪声低等优点,经常用于对转速、精度、使用环境有特殊要求的场合。针对此提出一种基于遗传算法优化的LQR控制方式,能够利用最优控制的快速响应、超调量小的优点实现轴承的迅速悬浮定位,同时使用遗传算法针对最优控制的Q和R参数进行优化。遗传算法通过模拟生物进化的过程搜索最优解的计算模型,根据系统输出量的误差设定遗传算法的适应度,得到目标函数的近似最优解,最后将优化后的参数代入模型,在MATLAB平台实现仿真运行。 

【文章来源】：机床与液压. 2020,48(14)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

磁悬浮系统转子受力简图

线性二次型最优控制(LQR)所研究的对象是以状态空间为表述的线性系统,根据系统的权矩阵Q和R唯一确定系统的状态反馈控制器K,使二次型性能指标函数达到最小值。其结构框图如图2所示。图中,y为系统输出,x为状态变量,u为线性二次型最优控制量,K为最优状态反馈增益。一般情况的线性二次型问题可表示如下:

在MATLAB模型中分别代入遗传算法优化参数和一组表现良好的经验参数,设置3个不同的转速:ω1=0.8×104 rad/s、ω2=1×104 rad/s以及ω3=2×104 rad/s,在冲击信号的干扰下,得到的仿真结果如图3、图4和图5所示。图4 转速ω2时遗传算法和试验法控制信号对比

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3270504