磁悬浮开关磁阻电机悬浮系统自抗扰逆系统解耦控制

李雪林，孙玉坤

(1.江苏联合职业技术学院 扬州商务分院，扬州225001;2.江苏大学，镇江212013)

0 引 言

开关磁阻电动机可以在极速、低功耗的条件下运行，但是电机在极速下运行的主要问题是电机的机械轴承容易磨损，机械摩擦会使转子承受很大的摩擦阻力，并且会使电机相关部件发热，发热到一定程度时会使电机气隙变得不再均匀，从而破坏电机的动态特性，电机的效率降低，影响并减少电机及装备的使用年限［1］。为应对此问题，日本电机研究专家展开了磁悬浮开关磁阻电动机(以下简称BSRM)相关技术的探究。BSRM 的特点是没有特殊的机械轴承来支撑转子，而是通过磁悬浮技术将转子运行在稳定的悬浮状态［2-5］，将机械磨损这个电机轴承常见的问题解决了。

电机转子的悬浮保持稳定是BSRM 研究的关键，其中包括悬浮控制的非线性耦合和径向两自由度上的耦合及转矩调节这两方面研究，迄今为止，在轴承径向上的相关解耦研究已有初步的进展［6-8］，但这些研究均设定电机主绕组电流ima为一常数，把转矩设定在运行于理想状态。事实上，转矩动态变化一直在进行，由此，怎样让转矩动态变化时电机ima的摄动对悬浮系统的稳定运行与控制不产生影响，是一个亟待解决的问题。

神经网络系统的优点是非线性逼近能力和容错性，将此应用在对悬浮系统与转矩之间解耦研究中［9］，但神经网络的缺点是训练繁琐复杂。本文对悬浮系统解耦时采用逆系统的简便特点，再利用自抗扰控制器对被控对象数学模型的不依赖特性和优秀的抗干扰能力［10-12］，设计了BSRM 悬浮系统的自抗扰逆系统解耦控制方法。……