[发明专利]轴向混合磁轴承无模型自适应控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种轴向混合磁轴承无模型自适应控制系统，其特征是：所述轴向混合磁轴承无模型自适应控制系统是由无模型自适应控制器（a）、轴向混合磁轴承系统控制模型（b）、泛模型（c）和实际位置估计器（d）构成的闭环控制系统，轴向混合磁轴承系统控制模型（b）由力/电流变换（b1）、功率放大模块（b2）、轴向混合磁轴承（b3）、位移传感器（b4）和位移接口电路（b5）依次串联构成；轴向混合磁轴承系统控制模型(b)的输入数据为无模型自适应控制器（a）的输出控制量F_z^*，轴向混合磁轴承系统控制模型(b)的输出数据是转子位移输出信号z；轴向混合磁轴承系统控制模型(b)的输入与输出均为泛模型（c）和实际位置估计器（d）的输入，泛模型（c）的输出也为实际位置估计器（d）的输入，实际位置估计器（d）的输出既反馈给泛模型（c）又反馈给无模型自适应控制器（a）。

2.一种如权利要求1所述轴向混合磁轴承无模型自适应控制系统的控制方法，采用电涡流位移传感器（b4）检测轴向混合磁轴承（b3）的轴向位置，检测出的轴向位移信号通过位移接口电路（b5）处理，输出转子位移输出信号z，与给定的转子参考位置信号z*进行比较，得到转子位移偏差e，其特征是还具有以下步骤：

（1）将转子位移偏差e作为无模型自适应控制器（a）的输入变量，依据无模型自适应控制器（a）的控制律调整无模型自适应控制器（a）的输出控制量F_z^*；

所述无模型自适应控制器（a）的控制律是：

， 

是偏差增益系数，即的放大倍数，是强度系数，是抑制干扰系数，是k时刻的伪偏导数估计值；λ是正的权重因子， 为功能组合参数，A是偏差修正系数，C是反向预调系数，a是加强控制系数，d是强制稳定系数，是前馈控制系数，β是克服干扰系数；，是k时刻轴向混合磁轴承系统控制模型（b）的期望输出；

（2）将无模型自适应控制器（a）的输出控制量F_z^*作为轴向混合磁轴承系统控制模型（b）的输入信号，由轴向混合磁轴承系统控制模型（b）输出转子位移输出信号z；

（3）将轴向混合磁轴承控制模型（b）的输入、输出以及泛模型（c）的输出作为实际位置估计器（d）的输入，估计出伪偏导数作为实际位置估计器（d）的输出，将伪偏导数反馈给泛模型（c）也反馈给无模型自适应控制器（a）；

所述泛模型（c）是，为实际情况下轴向混合磁轴承系统控制模型（b）在k+1时刻与k时刻的输出差值；为轴向混合磁轴承系统控制模型（b）在k时刻与k-1时刻的输入差值，为线性化后的k时刻的伪偏导数；

所述伪偏导数根据式估计，μ是惩罚因子，是步长参数，是实际情况下轴向混合磁轴承系统控制模型（b）在k时刻与k-1时刻的输出差值。