复合材料储能飞轮挠性结构的磁轴承控制器设计与实验

摘要

选用复合材料的储能飞轮可以最大限度地提高储能密度,磁悬浮支承则可以保证其损耗的最小化。但由此也增加了结构的复杂性与控制系统设计难度。本文中,描述了针对具有挠性结构的强陀螺效应转子的磁轴承控制方法,基于薄盘轮毂—芯轴组合的挠性结构模态振型、振动特性分析,采用位移交叉和速度交叉反馈分别抑制进动和章动模态振动,同时利用相位整形控制方法解决了系统中挠性结构振动与陀螺效应控制的矛盾。运行实验表明,使用所设计的控制器,转子可平稳的通过中心频率为340Hz的轮毂—芯轴挠性模念振动区域,最高转速运行至450Hz(28500rpm),轮缘最大线速度达到450m/s,并实现了飞轮的充放电过程。