本文將模糊控制理論應(yīng)用于磁懸浮軸承系統(tǒng)中。主動磁懸浮軸承系統(tǒng)屬于非線性系統(tǒng),具有本質(zhì)不穩(wěn)定性、強(qiáng)耦合性特點(diǎn),難以建立精確數(shù)學(xué)模型。模糊控制不依賴于對象的精確數(shù)學(xué)模型,對于那些非線性及輸入和操作描述存在著不確定的系統(tǒng),具有動態(tài)性能好、受系統(tǒng)參數(shù)變化影響小的優(yōu)點(diǎn)。 論文設(shè)計了兩種控制器:一種是Fuzzy-PID復(fù)合控制器,該控制器在位移偏離平衡點(diǎn)較遠(yuǎn)時模糊控制起主要作用,在平衡點(diǎn)附近則主要實施PID控制,此算法實現(xiàn)了兩種控制方法的優(yōu)勢互補(bǔ),其關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)換閾值的選取和量化比例因子的確定;另一種是基于在線插值的優(yōu)化型模糊控制器,輸出控制量加入了積分因子,插值算法的引入,相當(dāng)于在模糊論域內(nèi)分檔數(shù)趨于無窮,從根本上克服了量化誤差和調(diào)節(jié)死區(qū)帶來的穩(wěn)態(tài)誤差和震顫現(xiàn)象。兩種算法均較好的實現(xiàn)了五自由度磁懸浮軸承系統(tǒng)的靜、動態(tài)懸浮。 實驗結(jié)果表明,所設(shè)計的模糊控制算法具有較好的靈活性、適應(yīng)性,對于主動磁軸承這種復(fù)雜對象的控制精度、穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)都有較好效果。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：TH133.3;TP273.4
【部分圖文】：

在模糊邏輯控制中，工作過程大體分為三步：“模糊化””、“解模糊”。1.“模糊化”：輸入/輸出變量按各自的分類被安排成不同的入，其模糊子集可被安排成｛冷、涼、暖、熱｝。將輸入值量可有不同的隸屬度。2.“模糊邏輯推理”：模糊控制器的輸出控制量是由誤差模糊化模糊矢量ec）與模糊關(guān)系R 按推理的合成規(guī)則來決定的。定的規(guī)則合成在一起，便產(chǎn)生了一個“模糊邏輯推理輸出”集3.“解模糊”：對模糊邏輯推理輸出進(jìn)行解模糊判決。即在一找到一個被認(rèn)為最具有代表性的、可直接驅(qū)動控制裝置的確定2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)分析模糊控制器主要由模糊化、知識庫、模糊推理、反模糊化四部結(jié)構(gòu)如圖 3.2 所示。輸入量輸出量

其基本結(jié)構(gòu)如圖 3.2 所示。圖 3.2 模糊控制器結(jié)構(gòu)圖3.3.2.1 模糊化運(yùn)算模糊化運(yùn)算是將輸入空間的觀測量映射為輸入論域上的模糊集合，在模糊輸入量模糊化 模糊推理 解模糊輸出量知識庫（模糊規(guī)則）

如圖 2.4 所示，五自由度磁軸承兩端處各有一個保護(hù)軸承，在軸承正常工作期間，保護(hù)軸承不與轉(zhuǎn)軸接觸，當(dāng)突然斷電或磁軸承系統(tǒng)失控時，保護(hù)軸承起臨時支承高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸的作用，防止轉(zhuǎn)軸與電機(jī)定子和磁軸承定子相碰撞而損壞整個軸承系統(tǒng)。當(dāng)磁軸承不工作時，轉(zhuǎn)軸也應(yīng)落在保護(hù)軸承上，而且保護(hù)軸承無論在徑向還是在軸向都對轉(zhuǎn)軸起到保護(hù)作用。因此保護(hù)軸承與轉(zhuǎn)軸之間的氣隙應(yīng)小于磁軸承與轉(zhuǎn)軸之間的氣隙。

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本文編號：2808042