轴承2017年5期
ISSN10003762
Bearing 2017,No. 5
CN41 1148/TH
6-9
D0I:10. 19533/j. issn1000 3762. 2017. 05, 003
基于转速的电磁轴承控制参数自整定研究
李乃安，陈宁，任正义
（哈尔滨工程大学工程训练中心，哈尔滨150001)
摘要：针对电磁轴承控制效果易受转子转速变化的影响，面普通PID控制器不能根据转速变化做出参数相应调整的间题，提出了一种模糊PID参数自整定的方法。以600Wh飞轮储能径向磁悬浮轴承为试验对象，进行了试验验证，结果表明：由于在控制器设计时考虑了转速变化的影响，提高了电磁轴承控制系统的动静态特性和抗干扰能力。
关键调：电磁轴承；参数自整定；模糊控制
中图分类号：TH133.3;0313.7
文献标志码：B
文章编号：10003762(2017)05000604
ResearchonControlParameterSelf-TuningofAMBBasedonSpeed
Li Naian, Chen Ning, Ren Zhengyi
( Center of Engineering Training, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China)
Abstract; Aiming at the issues which the active magnetic bearings ( AMB) control processes is susceptible to the rotor speed changes, and ordinary PID controller can not achieve self tuning parameters online cerresponding to the rotor speed, a fuzzy PID parameter self tuning method is put forward. Taking 600 Wh the flywheel energy storagel radial active magnetic bearing as the object of experiments,the test is conducted. The results show that the proposed fuzzy PID parameters self tuning method can improve the active magnetie bearings control system dynamic and static characteris tics and anti interference ability.
Key words: active magnetie bearings ; parameter self tuning;fuzzy control
目前，电磁轴承技术应用于越来越多的工程领域，特别是军工和航天技术"。实际应用中的电磁轴承必须在其转速范围内可靠运行，并能够通过控制器的调整使转子迅速恢复到合理的振动范围内(2)。针对PID控制器不能实现参数在线整定问题，文献[3]提出了基于模糊控制规则的专家控制方法。文献[4]以恒温炉温控系统为对象，实现了对温度的模糊控制。文献[5］以ARM7 S3C44BOX处理器为平台，完成了参数自整定模糊 PID控制器的硬件设计。
在上述研究的基础上，尝试运用模糊控制理
收稿日期：201605-16；修回日期：201611-04 基金项目：国家"八六三"计划（2013AA050802）
作者简介：李乃安（1990一），硕士研究生，主要研究方向为现代设计理论及方法，E-mail593409787@qq.com。
通信作者：任正义（1962一），博士，教授，主要研究方向为机板惯性储能技术，E-mail；renzhengyi@hrbeu.edu.cn。
万方数据
论将电磁轴承转子转速作为模糊化接口的输入变量，解模糊化接口的输出变量为控制器参数，以满足电磁轴承在不同转速下对控制器参数的要求。
电磁轴承数学模型
电磁轴承控制系统（图1）主要包括控制器、功率放大器、位置传感器、磁悬浮轴承的定子和转子。图1中0为定子质心；0，为转子质心。电磁轴承控制器输出的矫正信号经过功率放大器变成电流，以差动方式驱动电磁铁产生电磁吸力，强迫转子恢复到稳态位置[6]。
当外界干扰使转子产生向下的偏移量时，转子与上、下电磁铁之间的气隙分别为（%+y），（yo-y）。为了抵消外部干扰，控制器输出的矫正信号经过功率放大器，产生的流过上、下电磁铁线图的电流分别为（+i）和（。-i），其电磁力分别为