磁悬浮控制力矩陀螺磁轴承的变工作点线性化自适应控制方法

摘要

为提高磁悬浮控制力矩陀螺框架高速时的磁悬浮转子系统稳定性,研究磁轴承的电磁力—线圈电流/转子位移非线性的线性化及其控制方法。分析框架转动时的磁轴承工作点变化规律,提出磁轴承力—电流/位移特性基于框架转速的变工作点大范围线性化方法,根据线性化得到的线性变参数模型设计增益调节与前馈控制相结合的控制律,按照框架转速的大小对磁轴承位移刚度的变化进行自适应补偿,在磁悬浮转子稳定前提下使框架转速由6.25(°)/s提高到9.5(°)/s。该方法能有效补偿框架运动时的磁轴承力非线性,大幅提高框架转速较高时的磁悬浮转子系统稳定性。