论文标题

磁悬浮储能飞轮转子控制系统设计中的关键问题研究

学科类别

机械制造及其自动化

答辩人

吕许俊

导师

胡业发

答辩时间

2018-03-08上午8：30

答辩地点

机电学院3楼会议室306

简介

磁悬浮飞轮的运行中，飞轮转子的反馈控制是至关重要的。而构建一个实际的磁悬浮飞轮实验平台制造成本高，有诸多技术挑战，而且不适用于调试，因为一旦损坏，代价高昂并且非常危险。同时，现有的控制算法不能很好的保证磁悬浮飞轮稳定运行的同时并减小振动。另外，为提高磁悬浮飞轮的比能量，需要充分利用磁性材料的潜力，如何设计控制器使磁悬浮飞轮运行在磁饱和区间附近的非线性区域，成为磁悬浮飞轮的关键前瞻性研究问题。

本论文提出采用常规转子-磁悬浮轴承系统构建一个磁悬浮模拟飞轮实验平台的新设想。建立了磁悬浮模拟飞轮的转子动力学模型，提出了其等效方法、等效条件和等效判别依据。将基于特征模型的全参数自适应控制算法应用于上述的磁悬浮模拟飞轮实验平台上，仿真和实验结果验证了闭环系统很好的性能，比μ综合控制能达到更好的抑制磁悬浮飞轮的振动的控制效果。为提高磁悬浮飞轮的比能量，本文基于主动磁悬浮轴承产生电磁力的非线性表达，建立了单自由度磁悬浮轴承系统的非线性模型。设计了可在非线性区域工作的主动磁悬浮轴承高性能控制器。通过求解线性矩阵不等式(LMI)优化问题研究系统的干扰容忍度和抗干扰问题。

答辩委员会

主席：

郭顺生 教授     武汉理工大学

委员：

李刚炎 教授     武汉理工大学

章桥新 教授     武汉理工大学

陈  涛 教授     武汉理工大学

吴华春 教授     武汉理工大学

秘书：

徐卉            武汉理工大学