第22卷第10期 2014年10月
文章编号
1004924X(2014)102747-10
光学精密工程
Optics and Precision Engineering
基于α阶逆系统的两自由度主被动
磁悬浮转子解耦控制崔培玲1.2*，潘智平1.2，李海涛1.2
（1.北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191； 2.北京航空航天大学惯性技术国家级重点实验室，北京100191)
Vol. 22No.10
Oct,2014
摘要：针对主被动磁悬浮控制力矩陀螺(CMG)磁轴承两径向平动自由度之间存在较强耦合的间题，提出采用α阶逆系统方法对主被动磁轴承系统进行解耦控制。首先，根据主被动磁轴承的结构特点，建立了主被动磁悬浮转子径向通道平动力模型以及动力学模型；利用上述模型分析了两径向白由度之间的耦合待性，并对系统进行可逆性分析，得到了原磁轴承系统的。阶逆系统模型。然后，将原系统与。阶逆系统组合得到二阶积分线性系统，利用最优控制器实现闭环控制。最后，对本文方法进行了仿真及实验。结果表明，当x向有40μm位移阶跃和18μm幅值的正弦干扰时，利用本文方法可将少向位移跳动控制在PID控制方法的13.6%和17.9%，实现了主被动磁悬浮转子两径向平动通道之间的解耦控制。
关键
词：主被动磁悬淳转子，磁悬淳控制力矩陀螺，逆系统，解耦控制
中图分类号：TP275;V448
文献标识码：A
doi;10.3788/OPE.20142210.2747
Decouplingcontrolof2-DOFpassiveandactivehybridmagnetically
suspendedrotorbasedona-orderinversesystem
CUI Pei-ling-, PAN Zhi-pingl-2, LI Hai-tao'-
(l.School ofInstrumentationScienceandOptoelectronicsEngineering
Beihang University,Beijing 100191,China;
2.ScienceandTechnology on Inertial Laboratory，BeihangUniversity,Beijing10019l,China)
*Correspondingauthor,E-mail:peilingcui@buaa.edu.cn
Abstract: As the Passive and Active Hybrid Magnetic Bearing (PAHMB) in a Magnetic Suspended Control Moment Gyroscope (MSCMG) has the dynamic model coupling between the two radial de-grees of freedom (DOF), this paper proposes an a-order inverse system method to perform the decou pling control. A radial channel magnetic force model and a dynamic model for the PAHMB magnetic bearing were established based on the structure characteristics of the hybrid magnetic bear. Then,the model was used to analyze the coupling characteristic between the two radial degrees of freedom, In order to obtain the inverse system model of the PAHMB system, the reversibility of the original sys
收稿日期：2013-11-24；修订日期：2014-02-20.
基金项目：国家自然科学基金资助项目(No.61203112)；国家民用航天预研资金资助项目