吴哲昊 傅妙灿 王雩语 李旭

重庆理工大学电气与电子工程学院，中国·重庆 400050

1 引言

对于磁悬浮轴承来讲，传统PID 控制，往往是以中心点为控制目标参考量，故净差量也是基于中心点，实际上这样是存在运动学上的问题[1]。例如，在控制重力方向时，径向轴承上端给力克服重力，如果想让轴承到达中心点，应考虑在其还未到达中心点前就撤销上端的力，让转子凭借惯性到达中心点。但传统PID 控制显然没有考虑到这个问题，使其到达中心点后才撤销上端的力，这样实际转子已经偏离中心点往上了，很容易造成转子的碰壁，这是在转子高速运转中所不允许的。于是论文在进行PID 控制时，净差量选取的是传统PID 净差量的k（k ＜1）倍，k 值选取是关键，因为随着k 值的不同，会导致转子质心在中心点附近不同程度的波动，所以绘制不同k 值下转子质心的波动图，找出最佳k 值是关键[3-4]。

2 K 值选取测试

根据前文改进PID 控制策略，对实物进行了测试，通过纪录显示屏上传感器的实时数据，描绘了在不同k 值下转子轴心运动轨迹图，并记录下转子的运动状态。在进行多次k的调试后，选取了k=0.5 和k=0.429 时，前轴位移传感器的示数（以上端和左端示数为基准），每组纪录40 组数据，通过推算得到相应的轴心的坐标，据此绘制轴心轨迹图。如图1（a）、（b）所示分别为k=0.5 与k=0.429 时，前轴轴心轨迹图。

图1 前轴轴心轨迹图

由此可见，k=0.429 时，转子轴心轨迹更形似圆形，更聚拢中心点。在实验过程中发现，k=0.5 时，转子悬浮过程中存在明显的不平衡振动，k=0.429时这种振动有明显的减小。……