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基于LMI的磁悬浮永磁直线电动机H∞鲁棒控制器的设计*

2012-10-23蓝益鹏

制造技术与机床 2012年4期

蓝益鹏 杨 波

(沈阳工业大学电气工程学院,辽宁沈阳 110870)

以高速度和高精度为基本特征的高速加工技术及其他技术的发展,促进了伺服电动机和伺服驱动器的发展[1]。磁悬浮永磁直线同步电动机兼有永磁电动机和直线电动机的双重优点,并具有非接触、无摩擦、无磨损、环保等特点。总体性能上具有较大优势,在数控机床中具有广阔的应用前景。但是不同于直流旋转电动机可以分别控制励磁控制回路和转矩控制回路,由于励磁电流分量和推力电流分量的相互影响、相互作用,磁悬浮永磁直线同步电动机控制系统成为一个多变量、强耦合的非线性系统[2-3]。

针对控制对象的不确定性,H∞控制作为较为成熟的方法,对抑制扰动具有良好的效果。但加权函数的选取因为无规律可循而使H∞控制理论的应用受到了限制。随着求解凸优化问题的内点法的提出,LMI受到越来越多的关注,许多控制问题可以转化成一个LMI系统的可行性问题,或者是具有LMI约束的凸优化问题[4-6]。本文采用 LMI方法设计 H∞鲁棒控制器,以保证磁悬浮永磁直线电动机控制系统在不确定性扰动时具有良好的鲁棒性。

1 磁悬浮永磁直线同步电动机的数学模型

磁悬浮永磁直线电动机的动子上有两套电气上相互独立的绕组,一套绕组是用于产生电磁推力的推力绕组,另一套绕组是用于调节磁悬浮力的悬浮绕组,专门用于对气隙磁场进行调节,从而改变磁拉力的大小,使永磁直线电动机靠自身产生的磁悬浮力来运行。……

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