参数变化率有界电磁轴承Ｈ２／Ｈ∞ 控制

2012年03月21日10:46:34 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

尚安利
海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室，湖北武汉

摘　　　要：根据电磁轴承转子动力学与转速密切相关，转速大范围变化且其变化率有界的特点，提出了一种新的电磁轴承混合Ｈ２／Ｈ∞ 控制方法。建立了与转速有关的线性参数变化（ＬＰＶ）电磁轴承转子动力学模型，根据电磁轴承控制性能目标要求建立了参数相关且可微的线性矩阵不等式方程组（ＬＭＩｓ）综合条件。基于参数有界技术，通过将这些与存在条件有关的线性矩阵不等式方程组转化为有限维凸优化问题来求解电磁轴承Ｈ２／Ｈ∞ 较优控制器。仿真结果验证了该控制器始终具有良好的控制性能。

关　键　词：线性矩阵不等式；凸优化；电磁轴承；线性参数变化

１　引　言
电磁轴承是一种有广泛用途的新型轴承［１３］。由于电磁轴承转子动力学与转速密切相关，采用ＬＰＶ（线性参数变化）模型能准确地反应电磁轴承的动力学特性。目前，针对该模型已有多种控制器设计方法［４６］。然而对于有特殊要求的电磁轴承，如应用于飞轮储能发电机等设备上的电磁轴承，在发电机充放电过程中，不仅转子转速变化范围大，而且转速变化率也发生较大变化。采用上述控制方法所设计的控制器，由于没有考虑转子转速变化率对系统稳定性的影响，这样在转速变化率较大时，无法保证电磁轴承系统的稳定性。本文提出一种参数变化率有界的混合Ｈ２／Ｈ∞电磁轴承控制器设计方法。对于转速在大范围内变化，且转速变化率有界的电磁轴承系统，该控制器可保证系统始终具有干扰抑制、鲁棒稳定性和良好的动态性能。

登录网站后可下载文件