基于支持向量機的磁力軸承控制算法研究.pdf

1、主動磁力軸承作為一種優(yōu)秀的機電綜合體,它具有許多老式的接觸式軸承所不具備的優(yōu)點,比如沒有摩擦,故沒有磨損,無需在軸承轉(zhuǎn)子和定子之間涂潤滑劑,因此轉(zhuǎn)子運動更快,使用壽命更長。正因為這些優(yōu)點,主動磁力軸承受到工業(yè)領(lǐng)域比如軸承行業(yè)以及學術(shù)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注和熱議。但由于磁力軸承本身固有的特性,如不穩(wěn)定性、參數(shù)不確定性、模型存在非線性等。在過往的研究中發(fā)現(xiàn),采用傳統(tǒng)的PID控制器無法達到理想的控制要求。需將新的算法加入其中進行分析研究。本文主要針對

2、磁力軸承中的單自由度磁力軸承進行討論分析。在對磁力軸承電磁力和受力問題的分析后,對磁力軸承非線性特性進行建模。然后在傳統(tǒng)PID閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上,加入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和支持向量機算法對PID的控制參數(shù)進行調(diào)整,通過仿真實驗對比兩種算法的控制效果。
　　文章介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學習規(guī)則,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高度非線性映射能力,分析設(shè)計了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器,仿真結(jié)果表明,BP整定PID控制可以有效地減小超調(diào),增加轉(zhuǎn)子的起浮位置。但因為神經(jīng)網(wǎng)

3、絡(luò)存在局部極小、易出現(xiàn)過擬合等問題,隨著隱含層節(jié)點數(shù)目的增加,控制性能反而變差。為避免神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的缺點,文章提出了基于支持向量機的磁力軸承PID控制。在對支持向量機的基本理論及其回歸算法進行了詳細介紹后,首先利用支持向量機能逼近任意非線性函數(shù)的特點,在傳統(tǒng)PID閉環(huán)控制的前提下,對磁力軸承的非線性系統(tǒng)進行辨識。然后推導(dǎo)出基于支持向量機的PID控制器算法,結(jié)合辨識模型,利用Simulink中的M函數(shù)和SVM工具箱實現(xiàn)基于支持向量機PID控制