[發明專利]一種確定軸向磁軸承PID參數魯棒穩定域的方法

有效

• 申請號: 201310483744.9
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103529697A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 楊益飛;朱熀秋;馮冬梅
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 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

1.一種確定軸向磁軸承PID參數魯棒穩定域的方法，其特征是采用以下步驟：

（1）計算出軸向磁軸承的轉子廣義被控對象的傳遞函數?，通過軸向磁軸承的實際控制對象和標稱模型的傳遞函數之差反映到波特圖上，選取加性不確定函數，使加性不確定權函數的幅值覆蓋高頻段頻率響應的變化；

（2）選擇k_d為(k_p，k_i)平面的參數魯棒穩定域上的任意固定值，k_p、k_i、k_d分別是比例值、積分值、微分值，令頻率響應形式的特征多項式的實部和虛部等于零，從奇異邊界和非奇異邊界分析，當ω=0時的奇異邊界，k_i=0，k_p是任意的，當????????????????????????????????????????????????時的奇異邊界，特征多項式的方程無解，當時特征多項式方程有唯一連續解曲線；根據雅克比矩陣值J大于或者小于零的情況決定參數魯棒穩定域的方向；

（3）選擇k_i是平面的參數魯棒穩定域的任意固定值，從非奇異邊界分析，當時，(k_p，k_i)參數魯棒穩定域由特征多項式直接得出；再根據雅克比矩陣值J大于零決定參數魯棒穩定域的方向；

??（4）選擇k_p為平面的參數魯棒穩定域的固定值，從非奇異邊界分析，當時，?平面的參數魯棒穩定域的形狀是一組直線k_d?=ak_i?+b相交的凸多邊形，?a、b為直線方程系數，得出平面的非奇異參數魯棒穩定域的邊界；

（5）重復步驟（2）-（4）確定出軸向磁軸承PID參數魯棒穩定域。

2.?根據權利要求1所述一種確定軸向磁軸承PID參數魯棒穩定域的方法，其特征是：

步驟（1）所述傳遞函數，k_s為傳感器靈敏度系數，k_z和k_iz分別為位移剛度系數和電流剛度系數，k_w為功放系數，m為轉子質量，τ為軸向磁軸承的數字控制滯后時間常數。

3.根據權利要求1所述一種確定軸向磁軸承PID參數魯棒穩定域的方法，其特征是：步驟（2）中，當雅克比矩陣值J>0時，穩定邊界的左側沿著ω增大的方向為參數穩定域，非奇異邊界線左側的不穩定閉環極點少于右側；當J<0時，穩定邊界的右側沿著ω增大的方向為參數魯棒穩定域，非奇異邊界線右側的不穩定閉環極點少于左側；0﹤ω﹤∞，魯棒穩定域包含奇異邊界線k_i?=0和非奇異邊界線曲線。

4.根據權利要求1所述一種確定軸向磁軸承PID參數魯棒穩定域的方法，其特征是：步驟（3）中，根據雅克比矩陣值J大于零，沿著ω增大方向的左側確定為平面的參數魯棒穩定域。

5.根據權利要求1所述一種確定軸向磁軸承PID參數魯棒穩定域的方法，其特征是：步驟（4）中，所述一組直線是k_d?=ak_i?+b，取(k_p，k_i)平面和平面上對應于k_p的k_d與k_i確定(a,b)值。