【摘 要】
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磁轴承是利用磁场力将转子悬浮于空中,使转子与定子之间实现无机械接触的一种新型高性能机电产品,其中有源磁轴承是利用可控电磁力悬浮转子,在众多应用领域都具有传统轴承所
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磁轴承是利用磁场力将转子悬浮于空中,使转子与定子之间实现无机械接触的一种新型高性能机电产品,其中有源磁轴承是利用可控电磁力悬浮转子,在众多应用领域都具有传统轴承所无法比拟的优越性.有源磁轴承因其具有可控性而受到科研人员和用户的广泛关注,该文在介绍径向控制式有源磁轴承组成及工作原理的基础上,探索有源磁轴承新的研究方向,分析了有源磁轴承与灰色系统理论的必然联系,以四自由度径向控制式有源磁轴承为研究对象,提出基于灰色系统理论的研究方法.有源磁轴承系统实质是对一个高速旋转的转子位置控制的灰系统,充分利用已知白信息,推导了考虑转子自重情况下采用多磁极差动工作方式的径向有源磁轴承电磁力及其线性化的表达式.根据Lagrange方程建立了磁轴承转子系统的动力学方程模型,并重点推导出关于控制对象的传递函数.在控制器设计上,针对控制对象的高阶传递函数形式应用去余控制原理及最少元素原则设计控制器,经数值仿真分别得出对于给定控制环节的系数为有界灰参数情况下的系统阶跃响应,实例仿真的响应图形及理论分析表明在参数较理想的情况下该研究方法实现了对转子稳定良好的控制效果,验证了基于灰色系统理论研究有源磁轴承的可实现性.
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