Optymalne sterowanie dynamiką wysokoobrotowego wirnika łożyskowanego magnetycznie

W referacie przedstawiono procedurę projektowania optymalnego układu sterowania odpornego drganiami wirnika łożyskowanego magnetycznie. Przebadano zachowanie się dynamiczne układu zamkniętego w szerokim zakresie prędkości obrotowych. Dobrano funkcje wagowe ograniczające sygnały wejścia/wyjścia oraz ograniczające obciążenia zewnętrzne np. od niewyważenia wirnika. Dokonano optymalizacji układu minimalizując normę H∞ nałożoną na układ zamknięty. Układ zamknięty z regulatorem H∞ jest odpornie stabilny mimo niewyważenia i strukturalnej niestabilności aktywnego zawieszenia magnetycznego wirnika. Badania symulacyjne i eksperymentalne wykazały, że układ sterowania posiada dobrą jakość sterowania w stanach przejściowych, kompensację drgań wirnika oraz odporność regulatora na zmiany obiektu sterowania.

---

In the paper the robust control method was applied in the active magnetic bearings system (AMB). The dynamical behavior of closed-loop system in wide range of rotation speed was investigated. The input and output signals of the closed-loop system and the disturbances were limited by the weighting functions. The H∞ robust controller was designed and the H∞ closed-loop system was investigated. The H∞ closed-loop system is robust stable in spite of unbalance and structural instability of AMB. Finally simulation and experimental results show the effectiveness of the control system as well as good initial responses/transient responses, unbalance compensation and robustness of the designed controller.