基于线性自抗扰控制的磁悬浮轴承控制策略.docx

基于线性自抗扰控制的磁悬浮轴承控制策略
基于线性自抗扰控制的磁悬浮轴承控制策略
摘要：
磁悬浮轴承是一种先进的非接触型轴承技术，具有无摩擦、无磨损、无振动等优点。然而，磁悬浮轴承系统在实际应用中面临着振动抑制和稳定性问题。针对这些问题，本文提出了一种基于线性自抗扰控制的磁悬浮轴承控制策略。通过建立磁悬浮轴承系统的数学模型，并结合线性自抗扰控制理论，设计了相应的控制策略。仿真结果表明，该控制策略能够有效地抑制振动，提高系统的稳定性和控制性能。
关键词：磁悬浮轴承，线性自抗扰控制，振动抑制
1.引言
磁悬浮轴承作为一种现代先进的轴承技术，被广泛应用于工业生产中。与传统的机械轴承相比，磁悬浮轴承具有无接触、无摩擦、无磨损、无振动等优点，在精密加工、高速旋转等领域具有广阔的应用前景。然而，磁悬浮轴承系统在实际应用中存在着振动抑制和稳定性问题，这对于提高系统的性能和可靠性至关重要。
2.磁悬浮轴承系统建模
磁悬浮轴承系统主要由基座、悬浮体、驱动系统和传感器组成。基于磁悬浮轴承的基本原理，可以建立磁悬浮轴承系统的数学模型。该模型由悬浮体的运动方程和控制系统的控制方程组成。其中，悬浮体的运动方程可以用质点的运动方程表示，控制系统的控制方程由控制器和磁悬浮轴承的动力学方程组成。通过对系统的参数进行合理的假设和简化，可以得到磁悬浮轴承系统的简化数学模型。
3.线性自抗扰控制原理
线性自抗扰控制（LADRC）是一种先进的控制技术，具有良好的抗干扰性能和优越的跟踪性能。LADRC主要通过将系统的干扰作为一种外部输入，通过设计一个合适的自抗扰控制器来抵消系统的干扰，从而提高系统的控制性能。LADRC的核心思想是通过引入抗积分滑模微分器来实现系统的自抗扰控制。
4.基于LADRC的磁悬浮轴承控制策略设计
基于LADRC的磁悬浮轴承控制策略设计主要包括两个方面，即自适应抗干扰控制器的设计和参数调整。
4.1自适应抗干扰控制器的设计
自适应抗干扰控制器主要包括抗积分滑模微分器和抗干扰输出调节器两部分。抗积分滑模微分器主要用于抵消系统的非线性和干扰项，通过引入一个参数来调节系统的自抗扰能力。抗干扰输出调节器用于输出系统的控制信号，并对系统的反馈信号进行调节和改进，以提高系统的稳定性和控制性能。
4.2参数调整
参数调整是基于LADRC的磁悬浮轴承控制策略中的一个关键问题。合理的参数调整可以有效地提高控制系统的性能和稳定性。参数调整主要通过改变控制器的自适应参数来实现，通过实时监测系统的工作状态，不断调整控制器的参数，以实现系统的最优控制效果。
5.仿真实验及结果分析
通过Matlab/Simulink软件建立了磁悬浮轴承系统的仿真模型，并基于LADRC控制策略对系统进行了仿真实验。仿真实验结果表明，基于LADRC的磁悬浮轴承控制策略能够有效地抑制振动，并提高系统的稳定性和控制性能。
6.结论
本文基于线性自抗扰控制原理，提出了一种基于LADRC的磁悬浮轴承控制策略。通过建立磁悬浮轴承系统的数学模型，并结合LADRC控制理论，设计了相应的控制策略。仿真结果表明，该控制策略能够有效地抑制振动，提高系统的稳定性和控制性能。该控制策略具有一定的理论和应用价值，对于实际磁悬浮轴承系统的控制和优化具有指导意义。
参考文献：
[1]YangX,etal.Active-disturbance-rejectioncontrollerbasedondisturbanceobserverforpermanentmagnetbearinglessslicemotor[J].IETElectricPowerApplications,2018,12(8):1205-1213.
[2]LiX,etal.Activedisturbancerejectioncontrollerbasedontime-varyingdisturbancecompensation[J].JournaloftheFranklinInstitute,2017,354(1):207-226.
[3]WuJ,etal.Activedisturbancerejectioncontrolforlinearmotorservosystemwithtime-varyingdisturbance[J].InternationalJournalofAdvancedRoboticSystems,2017,14(1):1729881416687982.
[4]YuanH,etal.Performanceenhancementformotioncontrolofapermanentmagnetsynchronousmotorusingactivedisturbancerejectioncontrol[J].InternationalJo