模糊控制器應用於磁浮軸承的設計與實現

Abstract

近年來由於材料科技與電子技術的純熟發展，使得磁浮軸承在工業上的實 際 應用日漸眾多磁浮轉子系統，不僅是非線性系統，而且存在有電流漣 波，磁耦合及轉子質量的偏心等不確定干擾，因此本文提出Fuzzy- PID控 制器，希望藉由模糊系統來自動調整PID控制參數，以得到較好的控制性 能。本控制器的設計是結合了PID和模糊控制的優點，先求出穩定之 PID 控制參數的範圍，再運用了模模糊集合的概念，使得控制參數能隨系統狀 態的改變做適當的調整；其設計過程是藉著專家或熟練的操作人員，對於 受控系統過去所累積的經驗和反應為依據，將其控制經驗歸納為定性描述 的一組語言條件，然後利用模糊集合論將其定量化，使控制器能接受人的 經驗，模仿人的操作策略形成一組啟發式判定規 則之Fuzzy-PID控制器。 最後設計一狀態估測器，估測由外界輸入的外力，利用補償系統將此外力 作用很快的抵消，以減低干擾外力對系統的誤差，經由軟體的模擬 ,狀態 估測器的加入，確實可對上 述轉子結構的外力干擾作用，得到較佳的控 制效果。