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单自由度主动磁悬浮轴承-转子系统输入时滞稳定性研究
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Research on Input Time Delay Stability of Single Degree of Freedom Active Magnetic Bearing-rotor System
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    摘要:

    为了研究控制器的输入时滞对主动磁悬浮轴承-转子系统稳定性与动态性能的影响,建立具有输入时滞的主动磁悬浮轴承-转子系统等效模型,并通过分析系统内Hopf分岔的存在性条件得到主动磁悬浮轴承-转子系统失稳时临界时滞的近似值. 利用MATLAB/Simulink仿真分析控制参数对系统稳定性的影响,进一步验证Hopf分岔的存在性,从系统幅频特性和相频特性的角度探究输入时滞对闭环系统抑制外部干扰能力的影响规律,对仿真内容进行实验验证. 结果表明,输入时滞的增加导致系统发生Hopf分岔,并使闭环系统的幅频响应曲线峰化现象加剧,降低系统的稳定性. 对于PID控制器来说,增大比例增益、减小微分增益将放大输入时滞对系统稳定性的影响.

    Abstract:

    To study the influence of the input time delay of the controller on the stability and dynamic performance of the active magnetic bearing-rotor system, an equivalent model of the active magnetic bearing-rotor control system with input time delay is established, and the approximate value for the critical delay of the active magnetic bearing-rotor system is obtained by analyzing the existing conditions of Hopf bifurcation in the system. The influence of control parameters on system stability is analyzed by MATLAB/Simulink simulation, and the existence of Hopf bifurcation is further verified. The influence of input time delay on the ability of closed-loop systems to suppress external interference is explored from the perspective of system amplitude-frequency characteristics and phase frequency characteristics. Finally, experimental verification is carried out on the simulation content. The results show that the increase of the input time delay will leads to the Hopf bifurcation of the system. The peaking phenomenon of the amplitude-frequency response curve of the closed-loop system is aggravated, and the stability of the system is reduced. For PID controller, increasing the proportional gain and decreasing the differential gain can amplify the influence of input delay on system stability.

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金超武 ?,马彦超 ,周瑾 ,徐园平 ,叶周铖.单自由度主动磁悬浮轴承-转子系统输入时滞稳定性研究[J].湖南大学学报:自然科学版,2023,(6):127~136

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  • 在线发布日期: 2023-07-05
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