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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,胡文颖日期：2022-04-20/span> 浏览：1464 查看PDF文档

基于LQG与LMS的电磁轴承

系统振动控制研究*

张生光,张学宁,胡文颖

(中国航空发动机研究院,北京 101304)

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0.1s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1.8s内降低90%。

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

张生光,张学宁,胡文颖.基于LQG与LMS的电磁轴承系统振动控制研究[J].机电工程,2022,39(2):210-216.