无轴承扰动补偿悬浮系统的稳定性分析与验证

目前,无轴承磁悬浮系统多采用PID等经典控制策略,然而由于外界扰动、参数摄动等诸多原因,难以实现高性能的悬浮控制.本文针对上述问题,通过在传统PID悬浮控制系统中增加扩张状态观测器,对悬浮力扰动进行实时补偿,从而建立基于扩张状态观测器的无轴承悬浮控制系统.其中,根据扩张状态观测器对综合扰动进行观测的基本原理,构建了系统数学模型,并对其稳定性进行了分析.在此基础上,对观测器参数调节的选取原则和稳定域的参考范围进行了理论分析,从而提出了一套无轴承悬浮控制系统参数整定方案.此外,本文还结合模型中主要参数的物理意义,进一步完善了非线性扩张状态观测器参数的设定原则.最后,通过仿真验证了扩张状态观测器对无轴承悬浮系统扰动抑制的作用,以及所述参数整定方案的正确性.