主動(dòng)磁懸浮軸承（AMB）是利用電磁線圈將電能轉(zhuǎn)化成電磁能為轉(zhuǎn)軸提供支撐的機(jī)械裝置。在當(dāng)代工業(yè)制造領(lǐng)域,相較于傳統(tǒng)軸承,主動(dòng)磁懸浮軸承因?yàn)閾碛袩o機(jī)械摩擦損耗、使用轉(zhuǎn)速極高、功耗小、噪聲低等優(yōu)點(diǎn),經(jīng)常用于對(duì)轉(zhuǎn)速、精度、使用環(huán)境有特殊要求的場(chǎng)合。針對(duì)此提出一種基于遺傳算法優(yōu)化的LQR控制方式,能夠利用最優(yōu)控制的快速響應(yīng)、超調(diào)量小的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)軸承的迅速懸浮定位,同時(shí)使用遺傳算法針對(duì)最優(yōu)控制的Q和R參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。遺傳算法通過模擬生物進(jìn)化的過程搜索最優(yōu)解的計(jì)算模型,根據(jù)系統(tǒng)輸出量的誤差設(shè)定遺傳算法的適應(yīng)度,得到目標(biāo)函數(shù)的近似最優(yōu)解,最后將優(yōu)化后的參數(shù)代入模型,在MATLAB平臺(tái)實(shí)現(xiàn)仿真運(yùn)行。 

【文章來源】：機(jī)床與液壓. 2020,48(14)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

磁懸浮系統(tǒng)轉(zhuǎn)子受力簡(jiǎn)圖

線性二次型最優(yōu)控制(LQR)所研究的對(duì)象是以狀態(tài)空間為表述的線性系統(tǒng),根據(jù)系統(tǒng)的權(quán)矩陣Q和R唯一確定系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制器K,使二次型性能指標(biāo)函數(shù)達(dá)到最小值。其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。圖中,y為系統(tǒng)輸出,x為狀態(tài)變量,u為線性二次型最優(yōu)控制量,K為最優(yōu)狀態(tài)反饋增益。一般情況的線性二次型問題可表示如下:

在MATLAB模型中分別代入遺傳算法優(yōu)化參數(shù)和一組表現(xiàn)良好的經(jīng)驗(yàn)參數(shù),設(shè)置3個(gè)不同的轉(zhuǎn)速:ω1=0.8×104 rad/s、ω2=1×104 rad/s以及ω3=2×104 rad/s,在沖擊信號(hào)的干擾下,得到的仿真結(jié)果如圖3、圖4和圖5所示。圖4 轉(zhuǎn)速ω2時(shí)遺傳算法和試驗(yàn)法控制信號(hào)對(duì)比

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3270504