ISSN1000-3762 CN41 1148/TH
轴承2017年10期 Bearing 2017,No. 10
10 14
DOI;10. 19533/j. issn1000 3762. 2017. 10.003
随机权重粒子群算法优化磁轴承系统
张建生"2，王一夫"，马啸宇，吴璇”
（1.南通大季电气工程学院，江苏南通226019;2.常州工学院电气与光电工程学院，江苏常州213002）摘要：为了提高单自由度主动磁悬浮轴承系统的稳定性，采用随机权重粒子群算法与传统PID控制相结合的方法，将随机权重粒子群算法与线性递减权重粒子群算法进行函数测试对比，结果表明，随机权重粒子群算法能够更快、更准确地找出优化函数的最优值。通过MATLAB/Simulink构建系统模型并进行仿真对比，证明随机权重粒子群算法可以更好地提高系统的稳定性。
关键词：主动磁悬浮轴承；PID控制：随机权重粒子群算法：MATLAB
中图分类号：TH133.31;TP273
文献标志码：B
文章编号：10003762(2017)10-0010~05
OptimizationofMagneticBearingSystemBasedonRandomWeightParticle
SwarmAlgorithm
Zhang Jiansheng'2, Wang Yifu',Ma Xiaoyu', Wu Xuan
(1. School of Electrical Engineering, Nantong University, Nantong 226019, China;2. School of Electrical and Optical
Engineering,Changzhou Institute of Technology,Changzhou 213002,China）
Abstract: In order to improve stability of active magnetic bearing system with single degree of freedom,a random weight particle swarm algorithm is combined with traditional PID control. The random weight particle swarm algorithm and line-ar decreasing weight particle swarm algorithm are compared by function test. The results show that the random weight particle swarm algorithm is able to find out optimal value of optimization function faster and more accurately. The system model is constructed by MATLAB/Simulink,and the simulation comparison is carried out, it is proved that the random weight particle swarm algorithm is able to improve stability of system better.
Key words : active magnetic bearing; PID control;random weight particle swarm algorithm; MATLAB
磁轴承是利用电磁力将转子进行无机械接触的悬浮支承，是一种结合机械工程、电子电气工程、计算机科学等学科的新型轴承技术。与传统轴承相比，磁悬浮轴承具有无摩擦、无需润滑、无污染、转速高和精度高等优点。目前，磁轴承在真空和洁净空间系统、高精度机械设备、医疗设备和透平机械等方面得到了广泛应用。
通过对单自由度主动磁悬浮轴承系统分析可知，该系统是开环不稳定的，因此需要进行闭环控制，但普通的闭环控制仍不能使系统趋于稳定，所
收稿日期：2016-1008；修回日期：201704-10 基金项目：国家自然科学基金项目（51175052）
作者简介：张建生（1958一），男，汉族，江苏南通人，教授，博士，主要研究方向为磁悬浮系统控制，E-mail：zhangis@
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以需要另加一个PID控制器。在PID控制器中如何对参数K，K,,K，进行准确设置一直是需要解决的问题(1)。
粒子群优化算法（ParticleSwarmOptimization PSO)能够快速并且准确地找到全局最优解，并且已证明在多种优化环境中都可以进行应用。与传统优化算法相比，其全局搜索能力更强、计算速度更快。但标准的粒子群算法仍有-些细节需要改进，因此，设计一种随机权重粒子群算法来优化磁悬浮轴承系统的PID控制。
1单自由度主动磁悬浮轴承控制系统
磁悬浮轴承按照磁力的供给方式可以分为主动磁悬浮轴承、被动磁悬浮轴承、混合磁悬浮轴承(2)。为了控制轴承转子的5个自由度，主动磁悬