[發明專利]徑向混合磁軸承的改進模糊無模型自適應控制系統及方法

有效

• 申請號: 201310162235.6
• 申請日: 2013-05-06
• 公開（公告）號: CN103246201A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 張維煜;朱熀秋;李媛媛;金婕;鞠金濤
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種徑向混合磁軸承的改進模糊無模型自適應控制系統，其特征是：由改進模糊無模型自適應控制器、被控對象和位移檢測模塊依次連接構成一個閉環控制系統，所述改進模糊無模型自適應控制器由基本無模型自適應控制器、四個模糊推理器和微分器相互連接組成，基本無模型自適應控制器的輸入為徑向混合磁軸承轉子給定的轉子徑向參考位置信號x^*和y^*及轉子徑向位移輸出信號x和y，輸出為力信號F_x^*、F_y^*，轉子徑向位移偏差e_x、e_y經微分器輸出其變化率e_cx、e_cy，模糊推理器一和模糊推理器二均以當前時刻的轉子徑向位移偏差e_x、e_y及其變化率e_cx、e_cy為輸入，模糊推理器一以控制X方向的偏差增益系數λ₁為輸出，模糊推理器二以控制Y方向的偏差增益系數λ₂為輸出，模糊推理器三、模糊推理器四分別以過去時刻的輸出徑向位移變化量x_p、y_p為輸入，分別以控制X方向的權重因子σ₁和控制Y方向的權重因子σ₂為輸出；所述偏差增益系數λ₁和λ₂、權重因子σ₁和σ₂均輸入基本無模型自適應控制器a1。

2.一種如權利要求1所述徑向混合磁軸承的改進模糊無模型自適應控制系統的控制方法，其特征是包括如下步驟：

（1）改進模糊無模型自適應控制器依靠模糊推理器一、模糊推理器二分別確定偏差增益系數λ₁、λ₂和確定轉子徑向位移偏差e_x、e_y及其變化率e_cx、e_cy之間的模糊關系，在運行中不斷檢測e_x、e_y及其變化率e_cx、e_cy，根據模糊關系在線修正偏差增益系數λ₁和λ₂；

（2）改進模糊無模型自適應控制器依靠模糊推理器三、模糊推理器四分別確定權重因子σ₁、σ₂和確定過去時刻的徑向位移變化量x_p、y_p之間的模糊關系，在運行中不斷檢測輸出徑向位移變化量x_p、y_p，根據模糊關系在線修正權重因子σ₁、σ₂。

3.根據權利要求2所述的控制方法，其特征是：所述模糊關系的原則是：

1）當???????????????????????????????????????????????或時，轉子徑向位移輸出信號x處于增加狀態，遠離轉子徑向參考位置信號x*，偏差增益系數λ₁取較大值以調整x，改進模糊無模型自適應控制器a的輸出力信號F_x^*使徑向位移輸出信號x快速逼近轉子徑向參考位置信號x^*；

2）當或時，轉子徑向位移輸出信號x處于減小狀態，逐漸逼近轉子徑向參考位置信號x*，偏差增益系數λ₁取較小值，改進模糊無模型自適應控制器的輸出力信號F_x^*使徑向位移輸出信號x變化幅度盡可能小；

3）當或時，轉子徑向位移輸出信號y處于增加狀態，遠離轉子徑向參考位置信號y^*，偏差增益系數λ₂取較大值，改進模糊無模型自適應控制器的輸出力信號F_y^*使轉子徑向位移輸出信號y快速恢復徑向參考位置信號y^*；

4）當或時，轉子徑向位移輸出信號y處于減小狀態，逐漸逼近轉子徑向參考位置信號y^*，偏差增益系數λ₂取較小值，改進模糊無模型自適應控制器的輸出力信號F_y^*使徑向位移輸出信號y變化幅度盡可能小；

5）當過去時刻的輸出徑向位移變化量x_p、y_p的絕對值小時，修正權重因子σ₁、σ₂均取大值；當x_p、y_p的絕對值中等大或大時，修正權重因子σ₁、σ₂均取小值。