【摘 要】
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混合型磁悬浮轴承集轴向与径向悬浮功能于一体，在对损耗、体积要求比较高的高速驱动领域具有突出的优势。 本文基于轴向径向混合型磁悬浮轴承，针对其控制方法展开研究。
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混合型磁悬浮轴承集轴向与径向悬浮功能于一体，在对损耗、体积要求比较高的高速驱动领域具有突出的优势。 本文基于轴向径向混合型磁悬浮轴承，针对其控制方法展开研究。 首先，基于等效磁路理论分析了磁悬浮轴承的数学模型，进而验证了各自由度磁场的弱耦合特征和悬浮力-位移的非线性特征。同时，通过对转子各自由度运动耦合情况的分析，推导出转子运动时各自由度的数学模型，为磁悬浮轴承的控制方法提供了研究依据。 考虑到磁悬浮轴承的非线性特征，本文将鲁棒性较强的模糊控制与调节灵活的PID控制相结合，引入模糊PID控制方法。仿真和实验结果表明，采用模糊PID控制方法时，磁悬浮轴承具有较好的动态性能和较高的稳态精度。 为适应磁悬浮轴承系统本身的参数摄动，同时提升系统的抗扰动能力，本文运用混合灵敏度概念，设计了H∞鲁棒控制器，并进行了仿真与实验，结果表明:采用H∞控制时，磁悬浮轴承系统有较好的抗扰动性能和较强的鲁棒稳定性。 最后，在实验室已有平台的基础上，设计了磁悬浮轴承的数字控制器。同时，将模糊PID控制和H∞控制应用到系统中，实现了磁悬浮电机24000rpm转速下以及带轻载时8000rpm转速下的稳定运行。
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