基于ADRC和RBF神经网络的MSCSG控制系统设计

发布时间：2024-05-08 02:22

　　为了克服外部扰动突变对磁悬浮转子悬浮稳定度和磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)输出力矩精度的影响,提出了一种基于自抗扰控制器(ADRC)和径向基函数(RBF)神经网络相结合的MSCSG径向偏转控制方法。阐明了ADRC参数对MSCSG控制效果的影响,通过优化设计ADRC,并将RBF神经网络和ADRC结合运用,实现对控制器参数的实时调试,从而克服外界扰动突变的影响。仿真证明所提方法相较于单ADRC控制,不仅改善了解耦控制精度,而且提高了系统对外部扰动和参数变化的响应速度和鲁棒性,可应用于MSCSG的高精度、快响应、强鲁棒控制。

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【部分图文】：

图1MSCSG定子及径向磁轴承结构

MSCSG转子轴向平动是通过磁阻力磁轴承实现,轴向磁轴承的结构比径向磁轴承更简单,如图2所示。图2MSCSG转子及轴向磁轴承结构

图2MSCSG转子及轴向磁轴承结构

图1MSCSG定子及径向磁轴承结构根据安培定律,当流经LFMB线圈中电流为I时,线圈将受到的安培力作用,其表达式为

图3自抗扰控制器工作原理[10]

ADRC工作原理[10]如图3所示。二阶ADRC由跟踪微分器(ID)、扩张状态观测器(ESO)和非线性状态误差反馈控制律(NLSEF)3个部件组成:TD是一个过渡过程,可以得到系统输入信号的跟踪信号和一系列微分信号;ESO的作用是反馈系统状态变量和扰动观测,该扰动为系统内部扰动和....

图4二通道磁悬浮转子自抗扰控制系统

磁轴承转子系统被化为2个二阶单输入单输出系统,利用ADRC进行解耦控制,ESO对相应的系统总扰动进行实时估计并补偿,转子系统便进一步被化为二输入二输出的二阶无耦合线性系统。据此设计出的二通道自抗扰控制系统如图4所示,xα和xβ分别为两通道的系统输入。令解耦后的系统输出为

本文编号：3967350