神經(jīng)模糊控制算法在磁力軸承控制中的應(yīng)用研究

發(fā)布時間：2020-10-13 07:09

　　磁力軸承是一種新型機電綜合系統(tǒng),它利用可控式電磁鐵對導(dǎo)磁體的引力作用實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子的無接觸支承,軸心位置可以由控制系統(tǒng)控制。其中控制系統(tǒng)的作用就是根據(jù)轉(zhuǎn)子的懸浮狀態(tài)主動地調(diào)節(jié)磁場來保持轉(zhuǎn)子的自由、穩(wěn)定懸浮,且控制器性能的好壞直接影響到磁力軸承的動態(tài)性能和轉(zhuǎn)子的控制精度。磁力軸承要求控制系統(tǒng)抗干擾能力強、動態(tài)響應(yīng)時間短、超調(diào)量小。但是傳統(tǒng)的PID控制器用于磁力軸承的控制時,超調(diào)大,參數(shù)整定困難,抗擾能力差,難以取得滿意的控制效果。在分析單自由度磁力軸承的基礎(chǔ)上,建立了磁力軸承的簡化數(shù)學(xué)模型。首先在MATLAB模糊邏輯工具箱中用模糊推理系統(tǒng)(FIS)對磁力軸承系統(tǒng)進行模糊控制仿真,在此基礎(chǔ)上進行了磁力軸承模糊控制器的設(shè)計,通過分析得出比例因子k_e和誤差論域中“0”點的量化策略是影響模糊控制器穩(wěn)態(tài)誤差大小的兩個主要因素。仿真結(jié)果表明,通過整定K_e的值和選擇合適的量化策略能夠明顯減小模糊控制器的穩(wěn)態(tài)誤差。分析了九點控制器的控制策略,并將采用兩種不同控制規(guī)則的九點控制器用于磁力軸承的控制。針對九點控制器超調(diào)較大,提出一種四十九點七態(tài)控制器,仿真表明,該控制器控制磁力軸承時,超調(diào)較小,抗擾動性強。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制相結(jié)合,設(shè)計了一種局部網(wǎng)絡(luò)化的神經(jīng)模糊控制方案,并在此基礎(chǔ)上,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力,采用BP算法在線調(diào)整神經(jīng)模糊控制器中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值,設(shè)計了一種自適應(yīng)神經(jīng)模糊控制器,仿真表明,在磁力軸承模型參數(shù)變化的情況下,該控制器具有良好的自適應(yīng)性。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：TH133.3;TP273.4
【部分圖文】：

編輯器,隸屬函數(shù)

變盤E隸屬函數(shù)編輯器

隸屬函數(shù),編輯器,變量,磁力軸承

y=trin了(x，[1，2，3])y=rtimf(x，12，3，41)變量E、EC、U編輯后的隸屬函數(shù)分別如圖3一4、圖3一5、圖3一6所示。溉溉溉溉溉溉汽MBBBBBBBBBBB〔〔〔〔〔〔〔〔〔〔〔〔〔〔口口」」」」」Udltttttlllllllllll圖3一3磁力軸承模糊推理系統(tǒng)仿真框圖在模糊規(guī)則編輯器中編輯控制規(guī)則，磁力軸承的模糊控制規(guī)則如表3一1所示，編輯后的控制規(guī)則如圖3一7所示。當ke二15，kec二.0015，k“=.007時，磁力軸承的響應(yīng)曲線如圖3一8所示。一般，模糊推理系統(tǒng)中隸屬函數(shù)的設(shè)計不是唯一的，我們將上面各隸屬函數(shù)改為夕==trimf(x，[i一1.5

模糊控制規(guī)則,編輯器,磁力軸承,模糊推理系統(tǒng)