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题名主动磁悬浮轴承的滑模自抗扰解耦控制
被引量：20
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作者
李冰林
曾励
张鹏铭
竺志大
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机构
南京林业大学汽车与交通工程学院
扬州大学机械工程学院
浙江精功科技股份有限公司
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出处
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第7期129-138,共10页
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基金
国家自然科学基金(51375427)
江苏省高校自然科学基金面上项目(13KJB580006)。
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文摘
针对磁悬浮轴承系统各径向自由度之间存在的耦合关系,特别是转子高速时的陀螺效应耦合,提出了一种基于滑模自抗扰解耦控制的方法。首先建立了考虑耦合效应的系统模型,利用扩张状态观测器对系统的内外扰动进行估计和补偿,把多变量耦合系统解耦成4个单自由度的二阶串联积分型子系统。为保证系统的快速动态响应,将滑模控制引入到非线性状态误差反馈控制律中,设计了各自由度的滑模自抗扰控制器,并利用Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性。通过抗干扰和信号跟踪试验仿真,结果表明,所设计的滑模自抗扰控制器实现了对磁悬浮轴承各自由度的解耦控制,响应快,能对设定信号进行跟踪,抗干扰能力强,同时解决了磁悬浮轴承高转速运行下的陀螺效应对控制的影响,能适用于纺纱机械转杯的高速场合。
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关键词
磁悬浮轴承
自抗扰控制
滑模控制
解耦
扩张状态观测器
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Keywords
magnetic suspension bearing
active disturbance rejection control
sliding mode control
decoupled
extended state observer
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分类号
TM355
[电气工程—电机]
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题名基于扩张状态观测器的磁悬浮球的反步控制
被引量：3
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作者
李冰林
曾励
张鹏铭
竺志大
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机构
南京林业大学汽车与交通工程学院
扬州大学机械工程学院
浙江精功科技股份有限公司
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出处
《河北科技大学学报》
CAS
北大核心
2021年第2期144-151,共8页
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基金
江苏省高校自然科学基金面上项目(13KJB580006)。
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文摘
针对单自由度磁悬浮系统的非线性、不确定性和易受扰动等特点,提出一种基于扩张状态观测器的反步控制方法以提高系统的控制性能。在系统受到不确定性扰动的情况下,运用扩张状态观测器实时估计悬浮球的位置、速度和扰动信息,并将这种估计值与控制器设计相结合,然后采用反步法设计磁悬浮球的悬浮位置跟踪控制律,以Lyapunov方法证明系统的跟踪误差最终有界收敛。仿真结果表明,ESO-BS控制与PID控制相比,前者系统调节时间为0.01 s,后者调节时间为0.08 s,明显偏长,因此,ESO-BS控制的动态特性要优于PID控制。在系统存在不确定性的条件下,所设计的控制律能实现磁悬浮球的稳定悬浮,并能根据要求的悬浮高度位置实现位置跟踪。
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关键词
控制系统仿真技术
磁悬浮球
扩张状态观测器
反步控制
位置跟踪
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Keywords
control system simulation technology
magnetic levitation ball
extended state observer(ESO)
back-stepping control
position tracking
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分类号
TH117.1
[机械工程—机械设计及理论]
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