论文摘要：磁悬浮高速柔性转子系统鲁棒控制方法研究

高速磁悬浮电动机是一种新型的高速动力机械，主要应用于鼓风机、压缩机等工业产品。高速磁悬浮电动机支撑方式采用磁轴承，转子在旋转过程中与定子无接触、无摩擦，电动机的转速非常高，整个系统的效率得到大幅提高，节能减排效果显著。高速磁悬浮电动机中的一项关键技术是混合磁轴承控制技术。本文以高速磁悬浮电动机静态悬浮和升速过程中整个系统的稳定性为研究目标，针对高速磁悬浮电动机中影响系统稳定性的主要问题进行研究，主要完成了以下研究工作。对高速磁悬浮电动机混合磁轴承转子系统进行数学建模，经推导得出磁悬浮柔性转子各控制通道的运动方程近似解耦，为本文的后续研究奠定了动力学模型和控制系统模型基础。在高速磁悬浮电动机柔性转子弹性模态理论分析的基础上，采用音频分析和加速度传感器测量两种方法，对柔性转子弹性模态进行实验测量，准确得到转子一阶弯曲弹性模态共振频率和振型，为进一步改进柔性转子模态力学分析和设计磁轴承控制器提供实验依据。针对高速磁悬浮电动机传感器温漂问题，分析最小电流控制算法能够有效抑制传感器温漂对系统稳定性影响的实验原理，搭建了最小电流控制算法仿真模型，并进行稳定性分析，为控制算法参数选择提供依据。实验结果表明，在样机升速全过程中，传感器温漂对系统稳定性的影响得到有效抑制，验证了最小电流控制算法的有效性。为了增强高速磁悬浮电动机混合磁轴承控制系统的抗干扰能力和对系统参数摄动的鲁棒性，对不确定性磁轴承控制系统进行分析综合，选取合适的加权函数，应用鲁棒控制理论，设计H_infinity鲁棒控制器，并在高速磁悬浮电动机实验平台上分别进行静态悬浮、升速、系统参数摄动抑制和抗干扰实验，实验结果验证了H_infinity鲁棒控制器的有效性。最后，对文中采用的混合磁轴承控制系统硬件平台各模块和系统软件编程进行了详细介绍。同时，给出了控制系统性能测试实验结果。

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