[发明专利]磁轴承控制参数优化方法、控制系统及磁轴承

权利要求书

1.一种磁轴承控制参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:以磁轴承系统的PID控制器的kp为X轴，PID控制器的kd为Y轴，构建二维平面；

S2:设目标优化指标J_ITAE，在所构建的二维平面中取不共线的三个点X0、X1、X2；其中，t为时间，e(t)为轴承转子偏离参考位置X_ref与实际反馈值X_fb的差值；

S3:以三个点X0、X1、X2为顶点构建单纯形；

S4:算出各个顶点的函数J_ITAE值，记为f(X0)、f(X1)、f(X2)，设f(X0)f(X1)f(X2)；

S5:进行参数判断；

若f(X0)-f(X2)epsilon，则输出寻优结果，寻优结果为X0、X1、X2坐标值相加后的平均值；其中，epsilon为收敛误差；

若不满足f(X0)-f(X2)epsilon，则用采用单纯形法进行搜索。

2.根据权利要求1所述的磁轴承控制参数优化方法，其特征在于，在步骤S2中，所选取的三个点均是根据经验整定得到能稳定悬浮的PI参数。

3.根据权利要求1所述的磁轴承控制参数优化方法，其特征在于，在步骤S5中，所述采用单纯形法进行搜索，包括以下步骤：

S51：取X1、X2的中点坐标为X3，在X0、X3的延长线上取坐标点X4，使X4＝X3+delta(X3-X0)；

其中，delta为反射系数；

S52：算出坐标点X4的函数J_ITAE值，记为f(X4)；

S52：构建新单纯形，并返回步骤S2。

4.根据权利要求3所述的磁轴承控制参数优化方法，其特征在于，在步骤S52中，所述构建新单纯形的方式包括扩张处理、回缩处理、压缩处理和直接成形处理。

5.根据权利要求4所述的磁轴承控制参数优化方法，其特征在于，所述扩张处理具体为；

若f(X4)f(X2)，则继续沿X0、X4方向向前搜索并取坐标点X5，使X5＝X3+

alpha(X3-X0)，其中，alpha为扩张因子；

若f(X5)f(X4)，以X5代替X0，构成新单纯形{X1，X2，X5}，并返回步骤S2；

若f(X5)f(X4)，以X4代替X0，构成新单纯形{X1，X2，X4}，并返回步骤S2。

6.根据权利要求4所述的磁轴承控制参数优化方法，其特征在于，所述直接成形处理具体为；

若f(X2)f(X4)f(X1)，则以X4代替X0，构成新单纯形{X1，X2，X4}，并返回步骤S2。

7.根据权利要求4所述的磁轴承控制参数优化方法，其特征在于，所述回缩处理具体为；

若f(X1)f(X4)f(X0)，则取坐标点X6，使X6＝betaX4，其中，beta为压缩因子；

以X6代替X0，构成新单纯形{X1，X2，X6}，并返回步骤S2。

8.根据权利要求4所述的磁轴承控制参数优化方法，其特征在于，所述压缩处理具体为；

若f(X0)f(X4)，则在X0、X3之间取坐标点X7，使X7＝X3-beta(X4-X0)，其中，beta为压缩因子；

若f(X7)f(X0)，以X7代替X0，构成新单纯形{X1，X2，X7}，并返回步骤S2；

若不满足(X7)f(X0)，则以X2为中心进行缩边，使顶点X0和X1向X2方向移动，形成新坐标点X8、X9，使X8＝(X0+X2)/2、X9＝(X1+X2)/2，以X8代替X0、以X9代替X1，构成新单纯形{X2，X8，X9}，并返回步骤S2。