Sterowanie odporne drganiami wirnika łożyskowanego magnetycznie

Abstract

The aim of dissertation was to apply the optimal robust control method for vibration control of rotor supported magnetically. The robust control allows to take into account structural instability, nonlinearity and signal limitations of the control plant. In robust control systems the higher rotational speed of the rotor was achieved than in case of standard control methods. Next, the control system was decoupled and four independently closed-loop subsystems each to one of axis control were obtained. The designed local low-order robust controllers ensured stability and good quality of global system. The controlsystem was realized in real time by digital signal processor. The laboratory stand for experimental research of supported magnetically rotor and magnetic bearings dynamie was designed and realized. The simulation and experimental researches were carried out to verify the robust control laws and to compare the analytical results with experimental ones.

W pracy zastosowano optymalną metodę sterowania odpornego do sterowania drganiami wirnika łożyskowanego magnetycznie. Zastosowana metoda pozwala na uwzględnienie strukturalnej niestabilności, niepewności, i nieliniowości obiektu sterowania oraz ograniczeń nałożonych na sygnały. Uzyskano stabilną pracę wirnika łożyskowanego magnetycznie w zakresie wyższych prędkości obrotowych niż w przypadku innych metod sterowania. Dokonano rozprzężenia układu globalnego względem osi sterowania na cztery niezależne podukłady lokalne. Dzięki temu opracowano lokalne regulatory odporne niskiego rzędu, które zapewniają odpowiednią jakość i stabilność globalnego zawieszenia magnetycznego wirnika. Układ sterowania czasu rzeczywistego zrealizowano fizycznie za pomocą procesora sygnałowego. Zbudowano stanowisko laboratoryjne służące do badania dynamiki zawieszenia magnetycznego wirnika i łożysk magnetycznych różnych typów. Przeprowadzono badania symulacyjne i eksperymentalne, które potwierdziły poprawność procesu modelowania i projektowania praw sterowania.