基于特征模型和跟踪微分器的主动磁轴承自适应控制方法

摘要

为了提高主动磁轴承(AMB)系统在面对噪声干扰和外部冲击时的鲁棒性，提出了一种基于特征模型和跟踪微分器的自适应控制方法。通过控制系统的输入和输出数据在线辨识AMB系统的特征模型参数，并基于辨识得到的特征模型设计了黄金分割自适应控制器。该方法推导了AMB系统的特征参数范围，采用带非线性饱和函数的投影梯度法进行系统的参数辨识，并且利用跟踪微分器对控制系统的量测数据进行跟踪滤波，进一步提高了AMB系统在面对噪声干扰时的鲁棒性。在高速磁悬浮电机试验平台上对所提控制方法进行实验验证，结果表明，跟踪微分器可有效滤除外部噪声对量测数据的干扰；相较于常用的不完全微分PID控制方法，所提自适应控制方法能够有效提高AMB系统的控制精度和鲁棒性能，磁悬浮转子在升速过程中的振动峰值最大降低了51.4%。

关键词

特征模型 / 跟踪微分器 / 主动磁轴承 / 自适应控制