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题名考虑转子弹性动态特性的磁悬浮鼓风机控制系统优化
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作者
衡治文
蔡思捷
沈志煌
李立
张潘潘
黄俊峰
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机构
集美大学海洋装备与机械工程学院
厦门理工学院机械与汽车工程学院
泉州市华德机电设备有限公司
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出处
《集美大学学报(自然科学版)》
2025年第1期60-67,共8页
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基金
福建省自然科学基金项目“细长圆柱螺旋面的超声—油膜界面辅助支撑机理研究”(2021J01853)。
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文摘
在高转速工况下,磁悬浮系统的转子受到陀螺效应和弹性形变的耦合影响。传统磁悬浮控制系统动态特性的表征通常采用刚体动力学模型,并忽略状态矩阵中的非对角线项以实现模型解耦。本研究提出了一种磁悬浮系统的弹性动力学建模方法。方法考虑了磁悬浮轴承的时空相关非线性力学模型,并结合泰勒级数展开,探讨了磁力线性模型的建模方法,分析了磁力模型参数随空间位置变化的规律。在此基础上,结合弹性动力学模型,建立了磁悬浮风机系统的状态方程,揭示了空间位置对磁悬浮风机动态特性的影响。通过模态分析方法,构建了磁轴承关键位置的解耦频响函数,并设计了反馈控制系统中的PID(proportional-integral-derivative contro)控制器。仿真结果表明,与未考虑耦合的PID模型相比,在外界激励下,系统的振动幅值减小。本方法在控制器搭建过程中引入了考虑陀螺效应和外部力作用下转子弹性形变的弹性动力学模型,并通过模态分析实现了模型的解耦,所设计的控制器更适用于高转速工况下的磁悬浮鼓风机。
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关键词
磁悬浮轴承
磁力线性模型
转子弹性动力学模型
Levy法
PID参数优化
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Keywords
magnetic levitation bearing
magnetic linear model
rotary elastic dynamics model
levy method
PID parameter optimization
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分类号
TM503
[电气工程—电器]
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