基于单纯形法的PID参数优化设计

采用单纯形法对PID参数进行寻优,文中给出了优化设计的过程,采用matlab对其进行仿真,并分析了不同的ρ以及初始向量对控制系统输出的影响。     

磁力轴承支承特性的研究与仿真

定义了磁力轴承支承在时间域的刚度与阻尼和在频率域的广义刚度,建立了两者之间的联系,结合PD,PID控制规律推导出磁力轴承刚度与阻尼的计算公式,建立了轴承刚度,阻尼与控制系统参数之间的联系,分析了控制系统参数对磁力轴承刚度和阻尼的影响。     

磁力轴承的修正因子模糊控制研究

结合主动磁力轴承（AMB）自身特性和性能需要，提出了一种拟合修正因子模糊控制器设计方法．采用单纯形法对4修正因子模糊控制器的4个修正因子进行优化，以使改进的ITAE性能指标最小．在拟合修正因子模糊控制器中，采用一个3阶多项式对优化得到的4个修正因子运用最小二乘法进行逼近，且不再对输入和输出进行量化处理．仿真结果表明拟合修正因子模糊控制器能得到很好的控制效果，有效地改善磁力轴承的动态性能和稳态性能．     

基于DSP2407A的硬盘磁力轴承控制系统研究

介绍了硬盘磁力轴承的工作原理，并以TMS320LF2407A为核心设计了硬盘磁力轴承控制系统，重点介绍了数据采集电路和电源管理电路。控制规律采用抗积分饱和的PID控制，在Simulink环境下构建了控制系统模型，并进行了仿真研究。仿真结果表明，该控制系统控制效果良好。     

表面圆度误差对磁力轴承动力学特性的影响

针对磁力轴承传感器检测表面圆度误差,分析了圆度误差对磁力轴承电流刚度和位移刚度的影响,以及对常规PID控制下磁力轴承系统阶跃响应的影响。研究结果表明:位移刚度、电流刚度随误差而非线性变化,不利于系统稳定;圆度误差对阶跃干扰下系统超调量和调整时间产生影响,修正PID控制参数能减弱影响。     

磁力轴承主轴部件结构振动的有限元计算

采用平面梁的有限元法对磁力轴承主轴部件结构的动态特性进行了计算，探讨了磁力轴承支承简化处理问题，提出了解决办法，并对实验装置进行了计算。由此，提出了磁力轴承国轴部件设计所要注意的问题。     

磁力轴承反向差动驱动控制研究

提出了磁力轴承反向差动驱动控制的概念,建立了磁力轴承反向差动驱动控制的动力学模型及其状态方程.利用Matlab对反向差动驱动的磁力轴承进行了仿真研究,与常规差动驱动的磁力轴承相比,反向差动驱动的磁力轴承在超调量、调整时间和稳态误差等方面均优于常规差动驱动的磁力轴承.仿真研究的结果表明:磁力轴承的反向差动驱动控制效果不仅与轴承的结构设计参数有关,还与控制参数的选择有关.     

九点控制器在磁力轴承控制中的应用

介绍了主动磁力轴承系统的工作原理和数学模型,针对该系统的高度非线性、本质不稳定性和参数不确定性,提出了一种适合于该系统的九点控制器的设计方案,该控制器具有控制算法简单、参数容易整定和抗干扰能力强等特点.在Simulink中的仿真结果表明,将该控制器用于磁力轴承系统的控制,与PID控制相比,能够明显减少系统的调节时间,系统抗干扰能力增强,设计方案有效.     

磁力轴承电机的抗冲击计算

为了研究磁力轴承部件在舰船中的可运行性,采用有限元法对具有不同刚度的磁力轴承电机在水下爆炸冲击作用下的结构响应和轴的受力进行了分析;分析表明,在冲击作用下,电机和磁力轴承上的受力同轴承刚度密切相关,因此在舰船磁力轴承部件的设计必须采用合适的力学模型来考虑冲击作用,所得结论对磁力轴承在舰船上的应用设计提供了一定参考。     

轴向数控磁力轴承电磁力计算及刚度研究

刚度是影响磁力轴承工业应用的关键之一,本文对自行设计的新型轴向数控磁力轴承的刚度进行了分析研究,推导了磁力轴承电磁力和刚度的计算公式,讨论了系统特性参数对刚度的影响,测试了轴承的刚度特性。试验结果表明本实验系统具有较强的承载能力和较大的静态刚度。     

基于CMAC神经网络的主动磁轴承控制研究

对CMAC神经网络的工作原理进行了简要讨论,针对主动磁轴承具有本质不稳定性和高度非线性动态特性的特点,提出了一种基于CMAC神经网络的非线性控制方案以改善系统的特性.对某单自由度磁轴承的仿真研究表明,CMAC神经网络控制器抗扰动能力强,同时其他控制品质也比传统PID控制器好.     

磁悬浮轴承的变参数PID控制

提出了主动磁悬浮轴承的一种变参数PID控制方案,给出了控制器参数的整定原则。在MATLAB的SIMULINK环境下构建控制系统模型,用S-function编写变参数PID控制器的参数变化规则模块和磁悬浮轴承的非线性模型,并进行了动态仿真。仿真结果表明,这种变参数PID控制器对磁悬浮轴承有比较好的控制效果。     

电磁轴承系统刚度与阻尼特性的研究

电磁轴承系统中控制器的参数影响着系统的刚度和阻尼的基本特征,轴承刚度和阻尼特性决定了轴承的基本性能.在Maxwell电磁力公式基础上,分析了控制参数与轴承刚度和阻尼的的关系,得到了刚度、阻尼与控制参数之间的线性与非线线性关系解析解,并推导了在PID控制器作用下,电磁轴承系统的线性刚度.     

有限元法计算偏心对径向磁轴承参数的影响

分别利用磁轴承的线性化模型和非线性有限元法(FEM)计算转子偏心时对磁力、电流刚度和位置刚度的影响,并通过算例进行了比较．结果表明,线性化模型不能完全预测主动磁轴承当转子偏心时的性能,而非线性FEM可以有效的解决这个问题,计算结果与实际情况更接近,从而为分析和设计主动磁轴承提供有力的依据．     

一种基于混沌优化的免疫PID控制器

针对目前智能PID控制器普遍存在的诸如计算量大、收敛速度慢以及控制精度相对较差等问题,提出一种基于混沌优化的免疫PID控制器。与传统的免疫PID控制器相比主要做了两个方面的改进,一个是利用小波神经网络对免疫PID控制器的非线性函数部分进行逼近,另一个是利用混沌优化算法对免疫PID控制器的三个控制参数进行优化。仿真结果表明该控制器的控制性能优于其它类型的智能PID控制器以及常规PID控制器。     

电磁轴承的力学特性

本文导出了主动型电磁推力轴承的承载能力、刚度、阻尼和稳定区域的解析表达式并对其进行了无量纲化计算，以ＰＤ和ＰＩＤ控制为例推导出调节参数与轴承设计参数、偏置电流的关系式和各种静、动力学特性曲线，为进一步研究多自由度控制的电磁轴承转子系统的动力学性能打下基础．本文的研究方法和部分结果也适用于电磁径向轴承．     

主动电磁轴承失效后转子坠落在备用轴承上的动力学

采用有限元法建立了由滚动轴承组成的具有固定间隙的备用轴承-电磁轴承-柔性转子系统在电磁轴承失效前后的动力学方程，分析了转子的初始坠落位置、转速、转子不平衡量以及备用轴承的支撑阻尼和刚度对转子在坠落过程中的瞬态动力特性的影响。结果表明，即便转子系统在工作时的振动很小，初始脱离位置对转子在坠落过程中的动力特性具有明显的影响；柔性备用轴承的采用，特别是具有较大阻尼的备用轴承，不仅可以减小电磁轴承失效后转子在坠落过程中的振动及碰撞力，而且能够抑制在长时间内具有较大振动和碰撞力的在全间隙范围内的反向回转运动；随着转子不平衡量、备用轴承的支撑刚度及转子转速的增大，在坠落过程中备用轴承所受到的碰撞力和转子在全间隙范围内出现回转运动的可能性增大。     

Intelligent PID controller based on ant system algorithm and fuzzy inference and its application to bionic artificial leg

A designing method of intelligent proportional-integral-derivative(PID) controllers was proposed based on the ant system algorithm and fuzzy inference. This kind of controller is called Fuzzy-ant system PID controller. It consists of an off-line part and an on-line part. In the off-line part, for a given control system with a PID controller,by taking the overshoot, setting time and steady-state error of the system unit step response as the performance indexes and by using the ant system algorithm, a group of optimal PID parameters Kρ, Ti^* and Td^* can be obtained,which are used as the initial values for the on-line tuning of PID parameters. In the on-line part, based on Kρ, Ti^* and Td^* and according to the current system error e and its time derivative, a specific program is written, which is used to optimize and adjust the PID parameters on-line through a fuzzy inference mechanism to ensure that the system response has optimal transient and steady-state performance. This kind of intelligent PID controller can be used to control the motor of the intelligent bionic artificial leg designed by the authors. The result of computer simulation experiment shows that the controller has less overshoot and shorter setting time.