主动磁轴承高速飞轮转子非线性控制的神经网络解决方案

本文主要探讨了"基于主动磁轴承的高速飞轮转子系统的非线性控制研究"这一主题，作者为于灵慧和房建成，发表在2005年《宇航学报》第26卷第3期。高速飞轮转子系统在控制力矩陀螺中扮演着关键角色，特别是在空间站等长期运行航天器的姿态控制中。为了实现小型化、高效能的目标，磁轴承因其无磨损、寿命长、低能耗和低振动特性，成为了理想的选择。 然而，磁轴承的非线性特性、不可靠性以及高速时出现的陀螺效应成为了系统稳定性的一大挑战。这些因素可能导致飞轮转子的不稳定，并限制磁轴承的应用。针对这些问题，研究人员提出了利用神经网络，特别是径向基函数(RBF)神经网络控制器的解决方案。这种方法旨在通过设计一种能够处理非线性动态的智能控制策略，来克服陀螺效应引起的系统失稳，并减少噪声对磁轴承稳定性的影响。 作者们首先构建了RBF神经网络控制器，并通过李亚普诺夫稳定性理论对其稳定性进行了证明。这种方法不仅解决了陀螺效应导致的不稳定问题，而且有效地抑制了噪声对磁轴承性能的破坏。他们的研究表明，这种方法在理论上和实践上都是可行且有效的，为高速飞轮转子系统的磁轴承控制提供了新的非线性控制策略。 文章还提到了之前的研究工作，如PID控制、交叉控制和H∞控制理论在抑制陀螺效应方面的应用，尽管这些方法在一定程度上有所成效，但它们依赖于线性化的磁轴承模型，这可能导致控制效果的局限性。因此，本文提出的神经网络控制方法对于提升磁轴承在实际应用中的稳定性和鲁棒性具有重要意义。 这篇论文深入探讨了主动磁轴承在高速飞轮转子系统中的非线性控制问题，通过创新的RBF神经网络控制策略，为解决磁轴承的非线性特性、陀螺效应和噪声干扰等问题提供了新的解决方案。这对于航天器的姿态控制以及磁轴承技术的发展具有重要的理论和实践价值。