[发明专利]一种用于磁轴承的模态解耦分散控制方法

摘要

本发明提供了一种用于磁轴承的模态解耦分散控制方法，步骤包括：步骤1，对磁轴承的陀螺耦合项进行解耦；步骤2，分别对微分环节、比例环节和积分环节进行反对角项补偿；步骤3，分别对微分耦合补偿控制器、比例耦合补偿控制器和积分耦合补偿控制器引入的正对角项进行补偿。该模态解耦分散控制方法在抑制转子陀螺效应的同时对系统模态耦合进行补偿，实现对转子的模态量进行控制，提高系统的稳定性，且与传统PID控制方法、交叉反馈控制、线性二次型(LQR)相比，本发明的模态解耦分散控制方法不受磁轴承转子转速影响，对系统中存在的陀螺效应具有良好的解耦作用。

主权项

一种用于磁轴承的模态解耦分散控制方法，在磁轴承的PID控制器中设置有微分环节、比例环节和积分环节，用于分别对磁轴承的四个自由度进行分散控制，其特征在于，模态解耦分散控制方法包括如下步骤：步骤1，对磁轴承的陀螺耦合项进行解耦，具体步骤为：步骤1.1，设计一个与微分环节相并联的微分控制器，用于消除微分环节中由不同固有微分增益带来的耦合干扰；步骤1.2，设计一个速度交叉反馈控制器，用于在微分控制器的后端引出对应于磁轴承四自由度控制的四路交叉通道，以实现磁轴承的陀螺耦合项解耦；步骤1.3，设计一个位移交叉反馈控制器，用于消除速度交叉反馈控制器中引入的比例耦合项；步骤2，分别对微分环节、比例环节和积分环节进行反对角项补偿，具体步骤为：步骤2.1，设计一个微分耦合补偿控制器，用于对微分环节中包含的微分耦合反对角项进行消除；步骤2.2，设计一个比例耦合补偿控制器，用于对微分环节、比例环节和积分环节引入的比例耦合反对角项进行消除；步骤2.3，设计一个积分耦合补偿控制器，用于对积分环节引入的积分耦合反对角项进行消除；步骤3，分别对微分耦合补偿控制器、比例耦合补偿控制器和积分耦合补偿控制器引入的正对角项进行补偿，具体步骤为：步骤3.1，设计一个正对角补偿微分环节，对微分耦合补偿控制器引入的正对角项进行补偿；步骤3.2，设计一个正对角补偿比例环节，对比例耦合补偿控制器引入的正对角项进行补偿；步骤3.3，设计一个正对角补偿积分环节，对积分耦合补偿控制器引入的正对角项进行补偿。