无轴承永磁薄片电机微分几何解耦控制

摘要

无轴承永磁薄片电机是一个多变量、非线性和强耦合系统，实现径向悬浮力精确控制，是无轴承电机稳定悬浮运行的前提。本文阐述了无轴承永磁薄片电机径向力悬浮机理，推导了径向悬浮力数学模型，采用微分几何方法研究了电机在负载运行时径向悬浮力之间的解耦控制问题，实现电机径向悬浮力与悬浮力绕组中电流之间的解耦控制，将原耦合系统解耦和基本线性化成独立的伪线性系统，并对解耦后的伪线性子系统设计了神经滑模变结构控制器。仿真试验表明基于非线性微分几何的神经滑模控制器方法能较好实现径向悬浮力的有效独立控制。