模糊控制提升混合磁悬浮轴承系统性能

本文主要探讨了混合磁悬浮轴承转子系统的模糊控制策略，发表于2011年的《扬州大学学报(自然科学版)》第14卷第3期。作者张丹、曾励和徐娱娱针对这种新型高性能轴承的特点，提出了一种创新的控制方案。他们利用电磁绕组的工作原理，设计了一种无传感器的自检测系统，即通过自感式位移自检测技术来替代传统的位移传感器。这种方法减少了机械结构的复杂性和尺寸，提高了系统的动态性能，并降低了成本和提高了可靠性。 传统的磁悬浮轴承控制系统依赖于精确的位移传感器来监测转子位置，然而这可能导致系统尺寸增加、性能下降。通过引入模糊PID控制器，文章构建了一个闭环位置负反馈控制系统，能够实现磁悬浮轴承转子的稳定悬浮。模糊PID控制器是一种非线性控制策略，它结合了比例（Proportional）、积分（Integral）和微分（Differential）控制的优点，能够根据系统的实际运行状态自动调整控制参数，增强了系统的抗干扰能力和响应速度。 模糊控制原理在此文中发挥了关键作用，它能够处理系统中的不确定性，通过模糊规则库确定控制器的行为，即使在复杂或变化多端的环境中也能提供有效的控制。作者详细分析了模糊PID控制器的参数整定规则，这涉及到模糊集合理论和控制理论的深入应用。 通过对混合磁悬浮轴承系统的模糊仿真，研究结果显示，采用模糊PID控制策略显著提升了系统的动态性能和静态稳定性，使其在航空航天、超高速超精密加工机床等高科技领域的应用中展现出优越性。这项研究不仅优化了磁悬浮轴承的设计，还展示了模糊控制技术在提高这类高端设备性能方面的潜力。