[发明专利]一种飞轮电池用轴向磁轴承抗干扰控制器的构造方法

摘要

本发明公开一种飞轮电池用轴向磁轴承抗干扰控制器的构造方法，将开关功率放大模块、飞轮电池轴向磁轴承、电涡流位移传感器模块和位移接口电路模块依次串联，与扰动检测模块一起组成磁轴承系统，将位移误差值输入滤波跟踪误差模型获得电流输出信号，将电流输出信号分别作为神经网络控制器、优化控制器的输入，利用位移误差值对神经网络控制器实时训练，分别得到神经网络控制器、优化控制器和鲁棒控制器的输出，将神经网络控制器、优化控制器、鲁棒控制器、鲁棒控制器参数优化模块与位移给定模块、滤波跟踪误差模型一起构成抗干扰控制器，具有较强的抗干扰鲁棒性和动静态控制性能。

主权项

1.一种飞轮电池用轴向磁轴承抗干扰控制器的构造方法，其特征是包括以下步骤：1)将开关功率放大模块(11)、飞轮电池轴向磁轴承(12)、电涡流位移传感器模块(13)和位移接口电路模块(14)依次串联，与扰动检测模块(15)一起组成磁轴承系统(16)，磁轴承系统(16)以轴向控制电流i_z为输入，以飞轮转子的轴向位移z为输出；建立磁轴承系统(16)的转子动力学模型为A和B分别是轴向位移系数和轴向控制电流系数，Γ是飞轮电池轴向磁轴承(12)的扰动Γ；2)将轴向位移z与位移给定模块(21)输出的位移信号参考值z_r相比较得到位移误差值e_z，位移误差值e_z输入滤波跟踪误差模型(41)，获得输出电流k₁和k₂分别为滤波跟踪误差模型系数，τ为e_z的积分时间间隔；3)采用神经网络来逼近来构成神经网络控制器(61)，采用构建优化控制器(71)，采用G₃＝δsign(r)构建鲁棒控制器(81)，δ为鲁棒控制器系数变量，采用构建输入为鲁棒控制器参数学习率η_δ、输出为一阶导数的鲁棒控制器参数优化模块(82)，将输出电流r作为鲁棒控制器(81)第一个输入、一阶导数作为第二个输入，将输出电流r分别作为神经网络控制器(61)和优化控制器(71)的输入，利用位移误差值e_z对神经网络控制器(61)实时训练，神经网络控制器(61)、优化控制器(71)和鲁棒控制器(81)的输出分别为电流4)将神经网络控制器(61)、优化控制器(71)、鲁棒控制器(81)、鲁棒控制器参数优化模块(82)与位移给定模块(21)、滤波跟踪误差模型(41)一起构成抗干扰控制器，将电流相结合构成轴向控制电流i_z，实现对磁轴承系统(16)控制。