磁浮軸承轉子系統模糊控制之研究與實作

Abstract

磁浮軸承被認為是一種理想軸承,並已被應 用於高性能工具機、渦輪發電機及真空幫浦系 統.磁浮軸承本身在開迴路狀況下是一不穩定 系統,需要回授控制以達穩定而正常運作,同時 需要高精度之位移感測器提供回授控制訊號及 線性度高之電流驅動器提供磁浮軸承線圈電流 .根據以往的研究經驗顯示,由感測器、控制器 、電流驅動器、磁浮軸承及轉子所構成之磁浮 轉子系統是一非線性的系統,且在電氣系統部分存在著電位漂移、電流漣波及磁浮軸承磁漏 、磁耦合等現象.正因為磁浮轉子系統存在非 線性特性且系統參數有許多的不確定性變化, 為達高轉速與高精度之工作性能,傳統的控制 器已不敷使用,故尋找一個更符合磁浮轉子系 統特性的控制器乃為時勢之所需.模糊控制技 術不需要知道受控制系統明確的數學模式,能 做人性化的運算及處理不清楚的訊息,頗能符 合磁浮轉子系統之要求.因此,本計畫將利用 Energybound觀念模擬磁浮轉子的不確定性參數以 建立一四軸磁浮轉子的非線性數學模式,並根 據此一數學模式,利用模糊控制的理念設計控 制器,再以電腦模擬設計,修正以達系統的性能要求,最後並經由機電整合實驗來驗證此方法 的可行性與實用性.