基于LQG与LMS的电磁轴承系统振动控制研究

• 作者: 张生光 张学宁 胡文颖
• 来源期刊: 机电工程
• 学科: 工学
• 关键词: 电磁轴承系统 振动控制 线性二次型高斯(LQG)控制 最小均方(LMS)算法
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 机械零件及传动装置|Mechanical Parts and Transmission
• 页码范围: 210-216
• 页数: 7页
• 分类号: TH133.3|TH113
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-4551.2022.02.010

摘要

电磁轴承传统的PID控制器鲁棒性不足,对不平衡振动难以有效抑制,针对这一问题,开展了基于线性二次型高斯(LQG)控制与最小均方(LMS)算法的电磁轴承转子系统振动控制研究.首先,基于有限元方法建立了转子系统模型,并对模型进行了降阶;随后,考虑传感器与功率放大器模型及参数的影响,与转子系统模型耦合,建立了系统的综合模型,并基于线性二次型的方法设计了状态观测器及状态反馈控制器,构建了LQG控制器;最后,在模型中添加了LMS算法,建立了综合LQG控制与LMS算法的电磁轴承转子系统振动抑制模型,并且对模型进行了求解.研究结果表明:所建立的状态观测器能够有效跟随系统位移变化,在0.1 s内实现跟随系统的位移输出;不考虑LMS算法时,增加矩阵Q的位移项元素数值,可使系统振动幅值降低16.6％;考虑LMS算法后,转子系统不平衡振动得到有效抑制,当Q矩阵位移项元素为106时,在一阶弯曲临界转速工况下,振幅在1.8 s内降低90％.