一种飞轮储能用轴向磁轴承自抗扰控制器的构造方法

摘要

本发明公开一种飞轮储能用轴向磁轴承自抗扰控制器的构造方法，基于复合被控对象的输入、输出构造扩张状态观测器，将给定轴向位移作为跟踪微分器输入，将跟踪微分器的两个输出分别减去扩张状态观测器的两个输出得到两个误差作为非线性状态误差反馈控制器的两个输入，将扩张状态观测器的未知扰动信号输出加上模糊补偿器的输出之后，经过得到后与非线性状态误差反馈控制器的输出相结合作为复合被控对象的给定输入；将跟踪微分器、非线性状态误差反馈控制器、扩张状态观测器与模糊补偿器作为一个整体共同构成自抗扰控制器；通过构造系统的扩张状态观测器，自动补偿被控对象内部、外部扰动，并采用非线性反馈控制规律实现系统优良的控制性能。

主权项

一种飞轮储能用轴向磁轴承自抗扰控制器的构造方法，其特征是依次按以下步骤：1）将开关功率放大模块（1）、飞轮储能用轴向磁轴承（2）、负载（3）、电涡流位移传感器（4）、与位移接口电路（5）作为一个整体构成复合被控对象（6）；复合被控对象（6）的输入、输出分别为轴向控制电流和轴向位移；2）基于复合被控对象（6）的输入、输出构造扩张状态观测器（73），扩张状态观测器（73）的输入为轴向位移以及复合被控对象（6）的输入与模糊补偿器（74）输出的组合；扩张状态观测器（73）的输出为轴向位移的跟踪信号、的微分信号和用来估计系统模型的未知扰动信号；3）将给定轴向位移作为跟踪微分器（71）的输入，跟踪微分器（71）的输出是光滑过渡信号和；4）将跟踪微分器（71）的两个输出和分别减去扩张状态观测器（73）的两个输出和，得到系统误差和，该两个误差作为非线性状态误差反馈控制器（72）的两个输入；5）将扩张状态观测器（73）的一个输出加上模糊补偿器（74）的输出之后，经过得到，b为可调参数，与非线性状态误差反馈控制器（72）的输出相结合作为复合被控对象（6）的给定输入；6）将跟踪微分器（71）、非线性状态误差反馈控制器（72）、扩张状态观测器（73）与模糊补偿器（74）作为一个整体共同构成自抗扰控制器（7），控制复合被控对象（6）。