模糊控制理论在磁悬浮轴承系统中的应用研究

发布时间：2020-08-28 19:23

　　 本文将模糊控制理论应用于磁悬浮轴承系统中。主动磁悬浮轴承系统属于非线性系统,具有本质不稳定性、强耦合性特点,难以建立精确数学模型。模糊控制不依赖于对象的精确数学模型,对于那些非线性及输入和操作描述存在着不确定的系统,具有动态性能好、受系统参数变化影响小的优点。 论文设计了两种控制器:一种是Fuzzy-PID复合控制器,该控制器在位移偏离平衡点较远时模糊控制起主要作用,在平衡点附近则主要实施PID控制,此算法实现了两种控制方法的优势互补,其关键在于转换阈值的选取和量化比例因子的确定;另一种是基于在线插值的优化型模糊控制器,输出控制量加入了积分因子,插值算法的引入,相当于在模糊论域内分档数趋于无穷,从根本上克服了量化误差和调节死区带来的稳态误差和震颤现象。两种算法均较好的实现了五自由度磁悬浮轴承系统的静、动态悬浮。 实验结果表明,所设计的模糊控制算法具有较好的灵活性、适应性,对于主动磁轴承这种复杂对象的控制精度、稳定性和动态响应都有较好效果。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TH133.3;TP273.4
【部分图文】：

在模糊逻辑控制中，工作过程大体分为三步：“模糊化””、“解模糊”。1.“模糊化”：输入/输出变量按各自的分类被安排成不同的入，其模糊子集可被安排成｛冷、凉、暖、热｝。将输入值量可有不同的隶属度。2.“模糊逻辑推理”：模糊控制器的输出控制量是由误差模糊化模糊矢量ec）与模糊关系R 按推理的合成规则来决定的。定的规则合成在一起，便产生了一个“模糊逻辑推理输出”集3.“解模糊”：对模糊逻辑推理输出进行解模糊判决。即在一找到一个被认为最具有代表性的、可直接驱动控制装置的确定2 模糊控制器的结构分析模糊控制器主要由模糊化、知识库、模糊推理、反模糊化四部结构如图 3.2 所示。输入量输出量

其基本结构如图 3.2 所示。图 3.2 模糊控制器结构图3.3.2.1 模糊化运算模糊化运算是将输入空间的观测量映射为输入论域上的模糊集合，在模糊输入量模糊化 模糊推理 解模糊输出量知识库（模糊规则）

如图 2.4 所示，五自由度磁轴承两端处各有一个保护轴承，在轴承正常工作期间，保护轴承不与转轴接触，当突然断电或磁轴承系统失控时，保护轴承起临时支承高速旋转的转轴的作用，防止转轴与电机定子和磁轴承定子相碰撞而损坏整个轴承系统。当磁轴承不工作时，转轴也应落在保护轴承上，而且保护轴承无论在径向还是在轴向都对转轴起到保护作用。因此保护轴承与转轴之间的气隙应小于磁轴承与转轴之间的气隙。

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本文编号：2808042