無(wú)軸承異步電機(jī)非線性逆動(dòng)態(tài)解耦控制與試驗(yàn)研究基本信息

中文名 無(wú)軸承異步電機(jī)非線性逆動(dòng)態(tài)解耦控制與試驗(yàn)研究 項(xiàng)目類別 面上項(xiàng)目
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 劉賢興 依托單位 江蘇大學(xué)

無(wú)軸承異步電機(jī)集異步電機(jī)和磁懸浮軸承功能及優(yōu)點(diǎn)為一體，是電機(jī)和磁懸浮軸承研究領(lǐng)域的重大突破。目前采用的磁場(chǎng)定向控制策略難以實(shí)現(xiàn)無(wú)軸承異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩和徑向懸浮力、徑向懸浮力之間的動(dòng)態(tài)解耦控制，嚴(yán)重制約無(wú)軸承異步電機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用研究。本項(xiàng)目針對(duì)無(wú)軸承異步電機(jī)多變量、非線性和強(qiáng)耦合控制對(duì)象，全面分析轉(zhuǎn)子徑向受力，建立懸浮力和電機(jī)數(shù)學(xué)模型；采用多變量非線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆進(jìn)行動(dòng)態(tài)解耦控制，研究系統(tǒng)運(yùn)行的非線性智能控制器；根據(jù)電磁力、轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)性能等要求研究系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)、位置檢測(cè)、功率逆變器、數(shù)字控制系統(tǒng)硬件和軟件；通過(guò)理論計(jì)算仿真和實(shí)驗(yàn)研究?jī)?yōu)化電機(jī)參數(shù)和非線性智能控制器，攻克無(wú)軸承異步電機(jī)非線性動(dòng)態(tài)解耦控制的技術(shù)難題。.本項(xiàng)目的研究對(duì)提高我國(guó)無(wú)軸承異步電機(jī)在國(guó)際上的研究和應(yīng)用水平，對(duì)解決眾多領(lǐng)域難以實(shí)現(xiàn)和完善的電氣傳動(dòng)問(wèn)題具有十分重要意義。 2100433B

無(wú)軸承異步電機(jī)非線性逆動(dòng)態(tài)解耦控制與試驗(yàn)研究造價(jià)信息

市場(chǎng)價(jià) 信息價(jià) 詢價(jià)
材料名稱 規(guī)格/型號(hào) 市場(chǎng)價(jià)
（除稅）		 工程建議價(jià)
（除稅）		 行情 品牌 單位 稅率 供應(yīng)商 報(bào)價(jià)日期
快速門(mén)-電機(jī)及控制 0.7KW 220V 查看價(jià)格 查看價(jià)格

套 13% 杭州瑞瑪金屬門(mén)窗有限公司(湖州市廠商期刊)
快速門(mén)-電機(jī)及控制 2.2KW、220V 查看價(jià)格 查看價(jià)格

POWEVER

 套 13% 杭州瑞瑪金屬門(mén)窗有限公司(湖州市廠商期刊)
快速門(mén)-電機(jī)及控制 1.5KW 220V 查看價(jià)格 查看價(jià)格

套 13% 杭州瑞瑪金屬門(mén)窗有限公司(湖州市廠商期刊)
三相異步電機(jī) Y90S-2 查看價(jià)格 查看價(jià)格

豐揚(yáng)

 個(gè) 13% 上海豐揚(yáng)電機(jī)有限公司寧夏辦事處
三相異步電機(jī) Y90L-2 查看價(jià)格 查看價(jià)格

豐揚(yáng)

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三相異步電機(jī) Y132M-2 查看價(jià)格 查看價(jià)格

豐揚(yáng)

 個(gè) 13% 上海豐揚(yáng)電機(jī)有限公司寧夏辦事處
三相異步電機(jī) Y280S-2 查看價(jià)格 查看價(jià)格

豐揚(yáng)

 個(gè) 13% 上海豐揚(yáng)電機(jī)有限公司寧夏辦事處
三相異步電機(jī) Y315S-2 查看價(jià)格 查看價(jià)格

豐揚(yáng)

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材料名稱 規(guī)格/型號(hào) 除稅
信息價(jià)		 含稅
信息價(jià)		 行情 品牌 單位 稅率 地區(qū)/時(shí)間
法國(guó)索菲SOMFY同軸電機(jī) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

m2 珠海市2003年10月信息價(jià)
法國(guó)索菲SOMFY同軸電機(jī) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

m2 珠海市2003年9月信息價(jià)
Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) Y801-2P,功率0.75kW 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái) 深圳市2003年12月信息價(jià)
Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) Y802-4P,功率0.75kW 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái) 深圳市2003年12月信息價(jià)
Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) Y90S-6P,功率0.75kW 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái) 深圳市2003年12月信息價(jià)
Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) Y90S-4P,功率1.1kW 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái) 深圳市2003年12月信息價(jià)
Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) Y100L-6P,功率1.5kW 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái) 深圳市2003年12月信息價(jià)
Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) Y112M-2P,功率4kW 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái) 深圳市2003年12月信息價(jià)
材料名稱 規(guī)格/需求量 報(bào)價(jià)數(shù) 最新報(bào)價(jià)
（元）		 供應(yīng)商 報(bào)價(jià)地區(qū) 最新報(bào)價(jià)時(shí)間
低壓異步電機(jī) 低壓異步電機(jī) YL-12 280kW 490r/min AC380V 50Hz|3臺(tái) 1 查看價(jià)格 天津中藍(lán)泵業(yè)有限責(zé)任公司 廣東   2021-01-10
異步電機(jī) 30軸,35軸,38軸,40軸|4627 1 查看價(jià)格 廣州逸昌電梯科技有限公司 廣東  廣州市 2015-11-16
異步電機(jī) 50軸,55軸|8165 1 查看價(jià)格 廣州逸昌電梯科技有限公司 廣東  廣州市 2015-05-30
異步電機(jī) 42軸,45軸|6783 1 查看價(jià)格 廣州逸昌電梯科技有限公司 廣東  廣州市 2015-04-08
三湘異步電機(jī) 型號(hào):YE3-315S-8(立式)|1臺(tái) 3 查看價(jià)格 藍(lán)深集團(tuán)股份有限公司 廣東   2021-07-07
立式異步電機(jī) YKKL560-16 280kW 10KV|3臺(tái) 1 查看價(jià)格 西安鴻泰電機(jī)有限公司 全國(guó)   2019-08-16
電機(jī)軸承 與水泵配套|2套 2 查看價(jià)格 河北澳涵泵業(yè)有限公司 廣東  廣州市 2021-04-28
非線性編輯系統(tǒng) 1.名稱:非線性編輯系統(tǒng) 2.其它:為保證操作的簡(jiǎn)便,必須可通過(guò)平臺(tái)啟動(dòng)非編系統(tǒng)對(duì)資源進(jìn)行非編,啟動(dòng)后非編資源可自動(dòng)上傳非編系統(tǒng).便于教師能夠?qū)ψ约阂呀?jīng)錄制好的視頻進(jìn)行快速編輯處理; 教師能夠同時(shí)|1.0套 3 查看價(jià)格 北京華林視通科技有限公司    2017-05-23

批準(zhǔn)號(hào)

60674095

項(xiàng)目名稱

無(wú)軸承異步電機(jī)非線性逆動(dòng)態(tài)解耦控制與試驗(yàn)研究

項(xiàng)目類別

面上項(xiàng)目

申請(qǐng)代碼

F0301

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

劉賢興

負(fù)責(zé)人職稱

教授

依托單位

江蘇大學(xué)

研究期限

2007-01-01 至 2009-12-31

支持經(jīng)費(fèi)

30（萬(wàn)元）

無(wú)軸承異步電機(jī)非線性逆動(dòng)態(tài)解耦控制與試驗(yàn)研究常見(jiàn)問(wèn)題

  • 同步電機(jī)與異步電機(jī)的區(qū)別？

    同步與異步的最大區(qū)別就在于看他門(mén)的轉(zhuǎn)子速度是不是與定子旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)速度一致，如果轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與定子是一樣的，那就叫同步電動(dòng)機(jī)，如果不一致，就叫異步電動(dòng)機(jī)。。。 ! k# O, b5 \+ Z8...

  • 普通異步電機(jī)試驗(yàn)采用變頻器供電有何特殊要求？

    國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)電源的質(zhì)量有嚴(yán)格要求，其它要求變頻器一般都能達(dá)到，主要是諧波的要求，有些講究。要求普通試驗(yàn)HVF小于2%，熱試驗(yàn)HVF小于1.5%。這樣，就要求變頻器輸出加裝正弦波濾波器。但是，加裝正弦...

  • 1.5kw三相異步電機(jī) 軸承內(nèi)徑一般有多大？

    使用6025軸承，內(nèi)徑為25mm?！　∽麟妱?dòng)機(jī)運(yùn)行的三相異步電機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場(chǎng)間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而感生電動(dòng)勢(shì)和電流，并與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)能量...

無(wú)軸承異步電機(jī)非線性逆動(dòng)態(tài)解耦控制與試驗(yàn)研究文獻(xiàn)

異步電機(jī)特性 異步電機(jī)特性

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異步電機(jī)特性

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異步電機(jī)課件 異步電機(jī)課件

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評(píng)分： 4.4

異步電機(jī)課件

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實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)非線性解耦并消除參數(shù)不確定性對(duì)系統(tǒng)性能影響，是永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究的關(guān)鍵問(wèn)題和非線性控制等領(lǐng)域的研究難點(diǎn)。本課題研究永磁同步電機(jī)非線性解耦控制及解耦系統(tǒng)的干擾抑制。應(yīng)用非線性輸入輸出反饋線性化理論，推導(dǎo)永磁同步電機(jī)非線性輸入輸出線性化的模型，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和磁鏈的完全非線性動(dòng)態(tài)解耦，建立永磁同步電機(jī)非線性解耦控制系統(tǒng)，并對(duì)負(fù)載擾動(dòng)和參數(shù)變化影響系統(tǒng)解耦性能和動(dòng)態(tài)性能的原因進(jìn)行分析。結(jié)合自適應(yīng)逆控制理論，對(duì)解耦子系統(tǒng)分別設(shè)置噪聲與擾動(dòng)消除器專門(mén)用于消除解耦系統(tǒng)的負(fù)載擾動(dòng)；設(shè)置逆控制器專門(mén)用于提高解耦系統(tǒng)系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)特性；利用逆控制器及自適應(yīng)機(jī)理消除參數(shù)不確定性對(duì)永磁同步電機(jī)解耦系統(tǒng)性能的影響，增強(qiáng)系統(tǒng)的參數(shù)魯棒性。設(shè)計(jì)變論域變步長(zhǎng)的LMS自適應(yīng)濾波算法，能夠兼顧在系統(tǒng)建模時(shí)存在的初始收斂速度、時(shí)變系統(tǒng)跟蹤能力及收斂精度三個(gè)指標(biāo)。建立永磁同步電機(jī)解耦系統(tǒng)的自適應(yīng)逆控制系統(tǒng)。 2100433B

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序號(hào)

標(biāo)題

類型

作者

1

傳統(tǒng)工藝對(duì)紅薯粉條自動(dòng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)

科研獎(jiǎng)勵(lì)

2

永磁同步電機(jī)非線性自適應(yīng)解耦控制系統(tǒng)研究

科研獎(jiǎng)勵(lì)

3

基于非線性自適應(yīng)解耦策略感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)研究

科研獎(jiǎng)勵(lì)

4

永磁同步電機(jī)的非線性自適應(yīng)解耦控制

科研獎(jiǎng)勵(lì)

5

小麥硬度聲學(xué)測(cè)定技術(shù)

科研獎(jiǎng)勵(lì)

6

小麥硬度聲學(xué)測(cè)定技術(shù)

科研獎(jiǎng)勵(lì)

7

永磁同步電機(jī)非線性自適應(yīng)解耦控制系統(tǒng)研究

科研獎(jiǎng)勵(lì)

8

空間混沌及其在圖像加密中的應(yīng)用研究

科研獎(jiǎng)勵(lì)

9

小麥硬度聲學(xué)測(cè)定技術(shù)

科研獎(jiǎng)勵(lì)

10

小麥硬度聲學(xué)測(cè)定技術(shù)

科研獎(jiǎng)勵(lì)

11

永磁同步電機(jī)非線性自適應(yīng)解耦控制

科研獎(jiǎng)勵(lì)

12

感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈的解耦控制研究

科研獎(jiǎng)勵(lì)

13

基于嵌入式Linux的智能分布式防竊電管理系統(tǒng)

科研獎(jiǎng)勵(lì)

14

Low-overhead authentication method for reprogramming protocol based on rateless codes in wireless sensor networks

會(huì)議論文

15

Low-overhead authentication method for reprogramming protocol based on rateless codes in wireless sensor networks

會(huì)議論文

16

Hybrid sampling strategy-based multiobjective evolutionary algorithm for process planning and scheduling problem

期刊論文

Wenqiang Zhang|

17

An optimal query strategy for protecting location privacy in location-based services

期刊論文

Yang W D|

18

基于博弈分析的車輛感知網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軌跡隱私保護(hù)機(jī)制

期刊論文

何云華|孫利民|楊衛(wèi)東|

19

車載自組織網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)連通特性研究

期刊論文

楊衛(wèi)東|

20

Calculation of synthetic electric field and ion flow density along UHVDC transmission lines based on the non-grid method

期刊論文

張慶輝|崔勇|

21

Nonlinear Decoupling Control Algorithm for Permanent Magnet Synchronous Motor Drive System

期刊論文

Weiyao Lu|Gang Liu|

22

A improved PMSM inverse control algorithm

會(huì)議論文

23

基于逆系統(tǒng)理論感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和磁鏈解耦控制

期刊論文

李偉|蔡志偉|劉剛|蔡曉偉|

24

基于IEC61850的IED配置工具研究與實(shí)現(xiàn)

期刊論文

張慶輝|崔勇|

25

Multiobjective Process Planning and Scheduling Using Improved Vector Evaluated Genetic Algorithm with Archive

期刊論文

Wenqiang Zhang|

26

永磁同步電機(jī)魯棒逆解耦控制系統(tǒng)研究

期刊論文

劉剛|

27

Research on Motor Torque and Flux Decoupling Control

期刊論文

劉剛|

28

An effective hybrid evolutionary algorithm for stochastic multiobjective assembly line balancing problem

期刊論文

Wenqiang Zhang|Wentao Xu|Gang Liu|

29

A game theory-based analysis of data privacy in vehicular sensor networks

期刊論文

He Y|Sun L|Yang W D|

30

A protocol-free detection against cloud oriented reflection DoS attacks

期刊論文

Xiao L|Wei W|Yang W D|

31

基于逆系統(tǒng)理論的感應(yīng)電機(jī)內(nèi)模控制研究

期刊論文

王學(xué)梅|劉剛|蔡志偉|

32

Security in vehicular ad hoc networks (vanets)

學(xué)術(shù)專著

33

Performance comparison of several kinds of improved genetic algorithm

期刊論文

Wang Xue-mei|Liu Xiao|Liu Gang|

34

Review on image processing methods based on sparse representation

期刊論文

張慶輝|祝志遠(yuǎn)|

35

基于PN序列抽取的偽碼調(diào)相引信信號(hào)處理研究

期刊論文

張慶輝|劉明友|

36

Blow-up criterion of weak solutions for the 3D Boussinesq

期刊論文

Zhaohui Dai|Xiaosong Wang|

37

精通CSS DIV 100%網(wǎng)頁(yè)樣式與布局密碼

學(xué)術(shù)專著

38

Research on the ultra-weak luminescence of maize seeds

期刊論文

Feng Wang|Shanshan Duan|Yitao Liang|Weiya Shi|

39

Multi-objective Local Search Combined with NSGA-II for Bi-criteria Permutation Flow Shop Scheduling Problem

期刊論文

Xin We|Wenqiang Zhang|

40

基于幀緩沖LCD驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

期刊論文

李智慧|

41

基于逆系統(tǒng)原理的感應(yīng)電機(jī)滑模速度控制系統(tǒng)研究

期刊論文

劉剛|

42

Tdma-based control channel access for ieee 802.11 p in vanets

期刊論文

Yang W D|

43

現(xiàn)代智慧糧庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

期刊論文

呂宗旺|

44

Java從入門(mén)到精通

學(xué)術(shù)專著

45

基于逆系統(tǒng)原理的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)滑模速度控制系統(tǒng)研究

期刊論文

王學(xué)梅|劉剛|

46

精通HTML CSS 100%網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)與布局密碼

學(xué)術(shù)專著

47

基于直流永磁電機(jī)的X-Y工作臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

期刊論文

呂宗旺|

48

基于Hilbert濾波器的無(wú)功功率計(jì)量算法研究

期刊論文

張慶輝|崔勇|

49

精通Javascript jQuery 100%動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)密碼

學(xué)術(shù)專著

50

Image recognition system for the blind based on tactile perception

期刊論文

張慶輝|祝志遠(yuǎn)|

51

基于逆系統(tǒng)理論感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和磁鏈解耦控制

期刊論文

李偉|蔡志偉|劉剛|蔡曉偉|

52

傳感器網(wǎng)絡(luò)中一種輕量級(jí)的安全重編程方法.

期刊論文

楊麗娜|李士寧|張羽|劉剛|

53

基于逆系統(tǒng)理論的感應(yīng)電機(jī)內(nèi)?？刂蒲芯?/td>

期刊論文

王學(xué)梅|劉剛|

54

基于Hadoop的服飾圖像存儲(chǔ)與檢索關(guān)鍵技術(shù)研究

期刊論文

郭飛|詹炳宏|劉剛|

55

格值一階邏輯系統(tǒng)的α廣義歸結(jié)原理

期刊論文

徐偉濤|張聞強(qiáng)|

56

Synthesis of ZnS Films on Si(100) Wafers by Using Chemical Bath Deposition Assisted by the Complexing Agent Ethylenediamine

期刊論文

He-Jie Zhu|Xue-Mei Wang|

57

A genetic algorithm with local search using activity list characteristics for solving resource-constrained project scheduling problem

期刊論文

Ikutaro Okada|Koji Takahashi|Wenqiang Zhang|

58

Upper Semicontinuity of Pullback Attractors for the 3D Nonautonomous Benjamin-Bona-Mahony Equations

期刊論文

Xinguang Yang|Xiaosong Wang|

59

糧倉(cāng)通風(fēng)CFD技術(shù)研究

期刊論文

呂宗旺|

60

永磁同步電機(jī)的魯棒逆解耦控制系統(tǒng)研究

期刊論文

劉剛|

61

基于NIOSII的電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)

期刊論文

張慶輝|崔勇|

62

Adaptive TDMA slot assignment protocol for vehicular ad-hoc networks

期刊論文

YANG W D|

63

車載自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)軌跡隱私攻防博弈模型

期刊論文

楊衛(wèi)東|

64

Research of auxiliary recognition system of image for the blind based on tactile perception

期刊論文

張慶輝|祝志遠(yuǎn)|

65

A Distribution Collaborative Detection Scheme for Primary User Emulation Attacks in Cognitive Wireless Networks

期刊論文

Jianwu LI|Xuemei WANG|

66

α-Resolution Method for Lattice-valued Horn Generalized Clauses in Lattice-valued Propositional Logic Systems

期刊論文

Weitao Xu|Wenqiang Zhang|

67

永磁同步電動(dòng)機(jī)的魯棒逆解耦控制系統(tǒng)研究

期刊論文

王學(xué)梅|劉剛|

68

RSUs Aided Data Dissemination Scheme for Vehicular Adhoc Networks

期刊論文

Ke W|Wei-Dong Y|

69

基于發(fā)布/訂閱模式的車載自組網(wǎng)數(shù)據(jù)分發(fā)算法

期刊論文

王珂|楊衛(wèi)東|

70

基于ECM算法的多用戶檢測(cè)技術(shù)研究

期刊論文

李智慧|祝玉華|甄彤|劉剛|

71

Method of Multiobject Detecting and Tracking Based on DM643, Mathematical Problems in Engineering

期刊論文

Liang Yitao|

72

RBF模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于NIR鑒別羊絨和羊毛的可行性研究

期刊論文

郭飛|劉凈凈|羅宵|劉剛|

73

Study on Spectrum Estimation in Biophoton Emission Signal Analysis of Wheat Varieties

期刊論文

Liang Yitao|

74

基于DSP的諧波電能計(jì)量算法研究

期刊論文

張慶輝|崔勇|

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浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院、南昌航空大學(xué)信息工程學(xué)院的研究人員陳亮亮、祝長(zhǎng)生、王忠博，在2017年第23期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文，針對(duì)電磁軸承高速飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)抑制問(wèn)題，提出了一種基于逆系統(tǒng)解耦和改進(jìn)型二自由度控制的方法。

首先采用逆系統(tǒng)方法對(duì)電磁軸承飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行解耦，將非線性、強(qiáng)耦合的電磁軸承飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)解耦為四個(gè)彼此獨(dú)立的子系統(tǒng)，再用改進(jìn)型二自由度控制器對(duì)解耦后的子系統(tǒng)進(jìn)行整定，使控制系統(tǒng)的設(shè)定值跟蹤及外擾抑制特性能夠分別調(diào)節(jié)，并通過(guò)速度觀測(cè)器獲取阻尼控制信號(hào)，增強(qiáng)系統(tǒng)的抗噪聲能力。

從理論上分析了所提出控制算法的穩(wěn)定性、設(shè)定值跟蹤性能及魯棒性，并對(duì)其性能進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，該文提出的控制算法能夠使飛輪轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮并有效抑制其振動(dòng)，具有穩(wěn)定性好、魯棒性強(qiáng)、抗噪聲能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

高速飛輪儲(chǔ)能是一種清潔、高效的儲(chǔ)能方式，具有廣闊的應(yīng)用前景。電磁軸承（Active MagneticBearing，AMB）因其無(wú)機(jī)械接觸、無(wú)摩擦損耗、無(wú)需潤(rùn)滑、適合高速運(yùn)行等特點(diǎn)，成為高速飛輪儲(chǔ)能裝置轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)的理想選擇[1-6]。

一般情況下，電磁軸承支承的高速飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的彎曲臨界轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)高于其額定的工作轉(zhuǎn)速，可近似地將其簡(jiǎn)化為一個(gè)剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。電磁軸承剛性飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是一個(gè)具有強(qiáng)耦合的多變量、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅徑向兩轉(zhuǎn)動(dòng)自由度之間通過(guò)陀螺效應(yīng)耦合在一起，而且兩平動(dòng)自由度的各自兩端也彼此耦合，使得電磁軸承剛性飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的四個(gè)徑向通道彼此耦合。

隨著飛輪轉(zhuǎn)速的提高，陀螺效應(yīng)逐漸加強(qiáng)，剛性飛輪轉(zhuǎn)子兩轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的耦合效應(yīng)也進(jìn)一步加強(qiáng)，使得剛性飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)模態(tài)（即章動(dòng)和進(jìn)動(dòng)模態(tài)）的頻率也隨之發(fā)生變化。其中，章動(dòng)模態(tài)的頻率隨飛輪轉(zhuǎn)速同步上升，高速下與轉(zhuǎn)子同步頻率之比接近于轉(zhuǎn)子的極轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與橫向轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之比；進(jìn)動(dòng)模態(tài)的頻率則隨飛輪轉(zhuǎn)速的上升不斷下降，在高速下趨向于零。

由于控制系統(tǒng)的延時(shí)、功率放大器和傳感器帶寬的限制以及控制器的積分作用等原因，過(guò)高的章動(dòng)頻率與過(guò)低的進(jìn)動(dòng)頻率都會(huì)降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)[7,8]。

此外，當(dāng)電流和位移大幅變化時(shí)，電磁力的非線性和耦合特性也將進(jìn)一步加強(qiáng)。為了實(shí)現(xiàn)電磁軸承剛性飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的高精度控制，必須采用解耦控制。

為抑制陀螺效應(yīng)的影響，常采用交叉反饋解耦法[9-11]。交叉反饋解耦雖然能夠在一定程度上抑制高速運(yùn)行時(shí)由章動(dòng)模態(tài)和進(jìn)動(dòng)模態(tài)導(dǎo)致的系統(tǒng)失穩(wěn)，但它只能實(shí)現(xiàn)徑向兩轉(zhuǎn)動(dòng)自由度之間的近似線性化解耦，無(wú)法實(shí)現(xiàn)電磁軸承剛性飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)徑向四個(gè)自由度間的完全解耦，控制性能難以進(jìn)一步提高。

近年來(lái)，反饋線性化解耦和智能解耦等控制方法受到了越來(lái)越多的關(guān)注。智能解耦法[12-14]對(duì)系統(tǒng)模型的精確度要求較低，魯棒性強(qiáng)，但該類方法計(jì)算量大，編程復(fù)雜，實(shí)時(shí)性差，在電磁軸承剛性飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中的應(yīng)用不多。反饋線性化解耦法因其計(jì)算量較小、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、便于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)逐漸成為研究的熱點(diǎn)。

反饋線性化解耦法主要包括微分幾何方法和逆系統(tǒng)方法。與微分幾何方法相比，逆系統(tǒng)方法無(wú)需經(jīng)過(guò)復(fù)雜抽象的坐標(biāo)變換，物理意義明確，更易實(shí)現(xiàn)。另外，微分幾何方法需要系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型滿足仿射非線性的一般形式，對(duì)于采用電磁力非線性模型的電磁軸承剛性飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，難以滿足這一條件。

近年來(lái)，許多學(xué)者首先將反饋線性化方法應(yīng)用于單自由度電磁軸承系統(tǒng)，并取得了良好的實(shí)驗(yàn)效果[15-19]。C. Hsu等[20,21]將反饋線性化方法應(yīng)用于三極電磁軸承的控制系統(tǒng)，并在靜態(tài)和低速運(yùn)行情況下取得了成功。

曹建榮等[22]采用基于逆系統(tǒng)的狀態(tài)反饋線性化方法將一個(gè)六自由度的電磁軸承剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分解為六個(gè)彼此解耦的子系統(tǒng)，然后用極點(diǎn)配置法對(duì)解耦后的子系統(tǒng)進(jìn)行了綜合，但并未給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也未考慮電磁力的非線性特性。

Fang Jiancheng等[23,24] 采用基于逆系統(tǒng)的反饋線性化方法對(duì)磁懸浮控制力矩陀螺的轉(zhuǎn)子徑向四自由度運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了解耦控制，在其算法中考慮了電磁力的非線性特性，但未考慮兩個(gè)徑向電磁軸承結(jié)構(gòu)及參數(shù)不對(duì)稱的影響。Wen Tong等[25]采用基于微分幾何法的反饋線性化方法對(duì)永磁偏置軸承五自由度飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行了解耦控制，結(jié)果表明該方法非常復(fù)雜且難以實(shí)現(xiàn)。

由于系統(tǒng)噪聲、不平衡力等擾動(dòng)的影響及模型誤差的客觀存在性，逆系統(tǒng)控制方法往往會(huì)影響系統(tǒng)的跟蹤特性和魯棒性[23, 24]。為了進(jìn)一步提升控制性能，常將μ綜合控制[16,17]、H∞控制[26,27]等現(xiàn)代控制算法應(yīng)用于解耦后的子系統(tǒng)。然而，這些算法結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且計(jì)算量大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)跟蹤特性和外擾抑制的獨(dú)立調(diào)節(jié)。

考慮電磁力的非線性特性及兩徑向電磁軸承參數(shù)非對(duì)稱性的影響，本文首先采用基于逆系統(tǒng)的反饋線性化方法對(duì)電磁軸承剛性飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的徑向四自由度進(jìn)行非線性解耦，將其分解為四個(gè)彼此獨(dú)立的子系統(tǒng)。

然后采用改進(jìn)型二自由度控制器對(duì)解耦后的子系統(tǒng)進(jìn)行整定，實(shí)現(xiàn)設(shè)定值跟蹤和外擾抑制特性的分別調(diào)節(jié)，并在改進(jìn)型二自由度控制器中采用速度觀測(cè)器獲取阻尼控制信號(hào)，改善系統(tǒng)的抗噪聲干擾能力。

最后，從理論上分析了本文所提出控制算法的穩(wěn)定性、跟蹤性能及魯棒性，并通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了該控制算法的性能。

圖2 電磁軸承飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)傳遞函數(shù)框圖

圖8 電磁懸浮剛性飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置

結(jié)論

通過(guò)對(duì)基于逆系統(tǒng)解耦和改進(jìn)型二自由度控制算法的理論、仿真及實(shí)驗(yàn)分析，可得出以下結(jié)論：

1）本文提出的基于逆系統(tǒng)解耦和改進(jìn)型二自由度控制的算法能夠使電磁軸承飛輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)保持穩(wěn)定，并有效抑制其振動(dòng)，具有良好的穩(wěn)定性、抗噪聲能力以及魯棒性。

2）基于逆系統(tǒng)解耦和改進(jìn)型二自由度控制的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了徑向四個(gè)通道的完全解耦，消除了陀螺效應(yīng)的影響，而且能夠分別調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的設(shè)定值跟蹤性能和外擾抑制特性，使兩者性能俱佳。

3）外擾抑制特性和魯棒性相互矛盾，控制器C(s)的參數(shù)需要在外擾抑制特性和魯棒性之間進(jìn)行折中選擇。在控制系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，可先根據(jù)外擾抑制特性和魯棒性的要求確定控制器C(s)的參數(shù)，然后再調(diào)節(jié)控制器Cf(s)的二自由度參數(shù)α'和β'，以進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)定值跟蹤特性，從而使系統(tǒng)同時(shí)獲得良好的設(shè)定值跟蹤特性、外擾抑制特性及魯棒性。

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