蒋科坚， 祝长生， 乔晓利， 陈亮亮

(1．浙江理工大学信息学院，浙江 杭州 310018； 2．浙江大学电气工程学院，浙江 杭州 310027)

引 言

主动电磁轴承(active magnetic bearing, AMB,以下简称电磁轴承)是一种新型的转子支承技术。它采用主动电磁力把转子悬浮在期望位置，实现与传统机械轴承相类似的转子支承能力。相比较，电磁轴承不仅可以无接触地支承转子，避免传统机械轴承出现的摩擦发热、润滑、疲劳等问题，满足转子高速旋转的要求，而且还可以通过控制策略对轴承的动力学特性进行实时调节，实现对转子系统振动的主动控制。

在传统的转子动力学研究中，通常采用轴承的刚度阻尼模型来描述轴承的支承特性。在电磁轴承研究领域，为了描述电磁轴承的支承特性也沿袭了轴承的刚度阻尼概念，称之为等效刚度和等效阻尼。虽然描述电磁轴承的支承特性有多种方式，但等效刚度和阻尼是最广泛采用的表示形式。然而，电磁轴承的支承特性不仅与轴承的结构尺寸有关，还决定于其控制器所采用的控制策略和参数，因此从理论上对电磁轴承等效刚度和阻尼参数的分析和确定十分困难。已有的研究表明，如果要理论计算电磁轴承的支承特性(即轴承的刚度和阻尼)，必须已知控制系统的传递函数。然而，目前很多实际电磁轴承控制系统的输入输出关系不能够简单的归结出一个传递函数表达式。再者，当融入了数字信号处理和振动控制算法的控制策略更难以用传递函数的形式来表示。……