针对主动磁轴承(Active Magnetic Bearing,AMB)中因转子不平衡引发的同频振动问题,本研究提出一种基于冠豪猪优化算法(Crested Porcupine Optimizer,CPO)与PID控制结合的磁轴承不平衡振动抑制策略(CPO-PID)。首先,建立四自由度磁轴承系...针对主动磁轴承(Active Magnetic Bearing,AMB)中因转子不平衡引发的同频振动问题,本研究提出一种基于冠豪猪优化算法(Crested Porcupine Optimizer,CPO)与PID控制结合的磁轴承不平衡振动抑制策略(CPO-PID)。首先,建立四自由度磁轴承系统的动力学模型,分析不平衡振动机理,构建PID参数整定控制策略,通过CPO对磁轴承系统的不平衡参数进行全局寻优。该算法通过模拟冠豪猪的多模态感知机制及防御行为,建立多维解空间搜索机制。将最优参数解输入电流补偿模块,建立动态补偿电流计算模型,确保补偿电磁力与不平衡振动力实现幅值相等、相位相反的精确匹配。同时,结合PID反馈控制框架调节系统刚度与阻尼矩阵,增强闭环控制的鲁棒性和动态响应特性。仿真结果表明:在恒转速工况(9420r/min)下,CPO-PID策略在调节时间、幅值抑制率等关键指标上均显著优于其他常见智能优化算法。在阶跃、正弦扫频两种变转速工况下,CPO-PID策略在宽转速范围内均可保持良好的稳定性与响应性能,说明该策略具有显著的工程应用潜力。展开更多
文摘针对主动磁轴承(Active Magnetic Bearing,AMB)中因转子不平衡引发的同频振动问题,本研究提出一种基于冠豪猪优化算法(Crested Porcupine Optimizer,CPO)与PID控制结合的磁轴承不平衡振动抑制策略(CPO-PID)。首先,建立四自由度磁轴承系统的动力学模型,分析不平衡振动机理,构建PID参数整定控制策略,通过CPO对磁轴承系统的不平衡参数进行全局寻优。该算法通过模拟冠豪猪的多模态感知机制及防御行为,建立多维解空间搜索机制。将最优参数解输入电流补偿模块,建立动态补偿电流计算模型,确保补偿电磁力与不平衡振动力实现幅值相等、相位相反的精确匹配。同时,结合PID反馈控制框架调节系统刚度与阻尼矩阵,增强闭环控制的鲁棒性和动态响应特性。仿真结果表明:在恒转速工况(9420r/min)下,CPO-PID策略在调节时间、幅值抑制率等关键指标上均显著优于其他常见智能优化算法。在阶跃、正弦扫频两种变转速工况下,CPO-PID策略在宽转速范围内均可保持良好的稳定性与响应性能,说明该策略具有显著的工程应用潜力。
