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基于优化算法的主动磁轴承PID自动调优研究OA

Research on Automatic Tuning of Active Magnetic Bearing PID Based on Optimization Algorithms

中文摘要英文摘要

针对在工业应用中,主动磁轴承(AMBs)支撑的透平机械广泛采用增广比例-积分-微分(PID)控制器,但其传统的手动调优过程复杂且耗时,高度依赖工程师经验的问题,提出一种基于非光滑优化算法的自动调优方法,将性能指标转化为数学约束和目标函数.通过优化算法自动调整控制器参数,并考虑系统不确定性和工况变化.研究以油气领域的透平机械为对象,建立AMBs系统的动态模型,并采用非光滑优化算法进行控制器参数调优.仿真分析结果表明:该方法能在约7h内完成调优,满足系统稳定性、灵敏度、刚度等所有性能要求,并在实际设备上验证其有效性.

In industrial applications,turbomachinery supported by active magnetic bearings(AMBs)often uses augmented PID controllers.However,traditional manual tuning is complex,time-consuming,and experience-dependent.This paper proposes an automatic tuning method based on a nonsmooth optimization algorithm.It converts performance criteria into mathematical constraints and objectives,automatically adjusts controller parameters,and considers system uncertainties and varying conditions.Focusing on oil and gas applications,the study models the AMBs system and applies the optimization algorithm for tuning.Results show that the method completes tuning in about 7 h,meeting all performance requirements,including stability,sensitivity,and stiffness,and is validated on actual equipment.

邢金铎;肖盼;聂朝瑞;雷偲凡

陕西职业技术学院汽车工程与通用航空学院,陕西西安 710038陕西职业技术学院汽车工程与通用航空学院,陕西西安 710038陕西职业技术学院汽车工程与通用航空学院,陕西西安 710038陕西职业技术学院汽车工程与通用航空学院,陕西西安 710038

机械制造

主动磁轴承增广比例-积分-微分自动调优转子动力学非光滑优化算法透平机械

active magnetic bearingsaugmented proportional-integral-derivativeautomatic tuningrotodynamicnonsmooth optimization algorithmturbomachinery

《机械制造与自动化》 2026 (2)

274-279,6

陕西省科技计划项目(QCYRCXM-2022-141)

10.19344/j.cnki.issn1671-5276.2026.02.052

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