基于Bang-Bang+前馈策略的磁轴承执行器失效故障容错控制

摘要：

对于传统磁轴承系统,发生单个下执行器失效故障后,悬浮的转子通常会与保护轴承发生碰撞,影响运行稳定性,甚至导致悬浮系统失稳,危害系统安全运行.在不改变磁轴承硬件架构的基础上,通过容错控制可以避免该碰撞,对于提高系统可靠性具有重要意义.为此,该文首先建立考虑部分执行器故障的两自由度转子动力学模型,提出针对上执行器的Bang-Bang控制算法,实现了故障磁轴承侧转子回到平衡位置的时间最优控制,并结合前馈控制使转子在Bang-Bang控制结束后直接达到稳定状态.仿真和实验结果表明,在全转速范围内故障侧最大位移幅值与转子正常轴振幅值相差不超过0.04mm,且转子在0.2s内恢复至稳定悬浮,故障侧轴承座振动加速度在0.03s内恢复到正常幅值,避免了定转子碰撞,证明了该算法的有效性.

关键词：磁轴承、执行器故障、容错控制、Bang-Bang控制、前馈控制

所属期刊栏目：38

分类号：TM355(电机)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-02-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：177-189