非线性力支承下的磁悬浮转子陀螺效应解耦控制

作者：窦甄; 杨立平^*; 任正义; 孙苗苗

来源：机械科学与技术, 2023, 42(09): 1392-1401.

DOI：10.13433/j.cnki.1003-8728.20220114

• 主动电磁轴承
• 非线性电磁力
• 陀螺效应解耦
• 自适应RBFNN
• SMC算法

电磁轴承非线性力支承的飞轮转子各自由度之间产生的强耦合，影响轴承转子系统稳定性。为此建立了径向四自由度的非线性电磁力-刚性转子动力学模型。在此基础上，提出了一种自适应径向基神经网络和滑模控制结合的算法（Adaptive RBFNN&SMC）。基于RBFNN对非线性电磁力和陀螺效应进行整体补偿，应用双曲正切函数作为滑模鲁棒项，对滑模控制进行改进，改善了滑模算法的抖振、抑制了质量不平衡扰动和随机扰动。根据Lyapunov稳定性理论证明了系统的渐进稳定性。最后通过仿真将提出的算法与PID算法和α阶逆系统算法对比，结果表明该算法能有效补偿非线性力、解耦系统和改善抖振问题，同时对于外界扰动具有良好的抑制效果。

• 单位
  哈尔滨工程大学; 机电工程学院