[发明专利]基于Smith模型和单神经元PID的时滞转子主动平衡控制系统及其方法

摘要

本发明公开了一种基于Smith模型和单神经元PID的时滞转子主动平衡控制系统及其方法，是根据时滞转子的动力学模型建立转子系统的Smith预估模型，通过Smith预估控制消除转子系统的时滞因素影响，通过单神经元PID控制器实现控制器参数的自适应调整并求解得到控制步长，最终实现对时滞转子不平衡的有效控制。本发明能克服传统Smith预估控制方法对转子系统模型精度要求高，平衡效率低的缺陷，从而提高控制效率，实现时滞转子主动平衡的高效控制，并且本发明的控制方法能适用在大时滞条件下。

主权项

1.一种基于Smith模型和单神经元PID的时滞转子主动平衡控制系统，是应用于转子系统中，其特征是，所述时滞转子主动平衡控制系统包括：平衡头、振动传感器、Smith预估器、单神经元PID控制器和处理器；所述振动传感器在采样时刻k获得所述转子系统的振动信号y(k)并传递给所述处理器；所述处理器在采样时刻k接收所述Smith预估器的输出信号x(k)并与所述振动信号y(k)进行比较得到差值em(k)；所述处理器在采样时刻k将所述差值em(k)与设定的预期振动量r进行比较，得到差值rm(k)；所述处理器在采样时刻k接收所述Smith预估器不含时滞的输出信号xm(k)并与差值rm(k)进行比较，得到振幅差值e(k)；所述处理器将所述振幅差值e(k)输入所述单神经元PID控制器中；所述单神经元PID控制器对所述振幅差值e(k)进行状态转换处理，得到三个输入信号x_i(k)，i＝1,2,3，再根据所述三个输入信号x_i(k)，利用学习规则得到三个权值W_i(k)，从而根据所述三个输入信号x_i(k)和三个权值W_i(k)的平均值得到输出步长u(k)；所述处理器根据所述输出步长u(k)对所述平衡头进行控制，从而利用所述平衡头实现时滞转子的主动平衡控制。