發(fā)布時(shí)間：2024-05-08 02:22

　　為了克服外部擾動(dòng)突變對(duì)磁懸浮轉(zhuǎn)子懸浮穩(wěn)定度和磁懸浮控制敏感陀螺(MSCSG)輸出力矩精度的影響,提出了一種基于自抗擾控制器(ADRC)和徑向基函數(shù)(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的MSCSG徑向偏轉(zhuǎn)控制方法。闡明了ADRC參數(shù)對(duì)MSCSG控制效果的影響,通過優(yōu)化設(shè)計(jì)ADRC,并將RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和ADRC結(jié)合運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)試,從而克服外界擾動(dòng)突變的影響。仿真證明所提方法相較于單ADRC控制,不僅改善了解耦控制精度,而且提高了系統(tǒng)對(duì)外部擾動(dòng)和參數(shù)變化的響應(yīng)速度和魯棒性,可應(yīng)用于MSCSG的高精度、快響應(yīng)、強(qiáng)魯棒控制。

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【部分圖文】：

圖1MSCSG定子及徑向磁軸承結(jié)構(gòu)

MSCSG轉(zhuǎn)子軸向平動(dòng)是通過磁阻力磁軸承實(shí)現(xiàn),軸向磁軸承的結(jié)構(gòu)比徑向磁軸承更簡(jiǎn)單,如圖2所示。圖2MSCSG轉(zhuǎn)子及軸向磁軸承結(jié)構(gòu)

圖2MSCSG轉(zhuǎn)子及軸向磁軸承結(jié)構(gòu)

圖1MSCSG定子及徑向磁軸承結(jié)構(gòu)根據(jù)安培定律,當(dāng)流經(jīng)LFMB線圈中電流為I時(shí),線圈將受到的安培力作用,其表達(dá)式為

圖3自抗擾控制器工作原理[10]

ADRC工作原理[10]如圖3所示。二階ADRC由跟蹤微分器(ID)、擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器(ESO)和非線性狀態(tài)誤差反饋控制律(NLSEF)3個(gè)部件組成:TD是一個(gè)過渡過程,可以得到系統(tǒng)輸入信號(hào)的跟蹤信號(hào)和一系列微分信號(hào);ESO的作用是反饋系統(tǒng)狀態(tài)變量和擾動(dòng)觀測(cè),該擾動(dòng)為系統(tǒng)內(nèi)部擾動(dòng)和....

圖4二通道磁懸浮轉(zhuǎn)子自抗擾控制系統(tǒng)

磁軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)被化為2個(gè)二階單輸入單輸出系統(tǒng),利用ADRC進(jìn)行解耦控制,ESO對(duì)相應(yīng)的系統(tǒng)總擾動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)估計(jì)并補(bǔ)償,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)便進(jìn)一步被化為二輸入二輸出的二階無耦合線性系統(tǒng)。據(jù)此設(shè)計(jì)出的二通道自抗擾控制系統(tǒng)如圖4所示,xα和xβ分別為兩通道的系統(tǒng)輸入。令解耦后的系統(tǒng)輸出為

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