燃料电池空压机气磁悬浮系统的协同控制研究

来源：机床与液压杂志2024年第9期北京时间：

作者：竺志大，韩雨哲，孙帅，柴青，张帆，寇海江，杨坚，曾励

单位：扬州大学机械工程学院；扬州大学机械工程学院；扬州大学机械工程学院；扬州大学机械工程学院；扬州大学机械工程学院；扬州大学机械工程学院；扬州大学机械工程学院；扬州大学机械工程学院

摘要：针对燃料电池空压机目前存在的驱动和支承问题，提出一种箔片动压轴承和动力磁轴承一体化的气磁悬浮型空压机。基于空压机的结构组成，建立空压机磁悬浮支承力、气悬浮支承力以及空压机转子动力学数学模型；基于燃料电池空压机转子系统动力学模型的状态空间方程，设计抗干扰强的协同控制器，并对它进行了转速、驱动转矩、转子悬浮位移以及电磁调节力等关键物理量的仿真分析。结果表明：协同控制在响应、抗干扰以及鲁棒性方面的控制优于PID控制。基于协同控制和PID控制建立了控制实验平台，并对空压机转子的气磁悬浮进行分析，进一步验证了协同控制具有优良的控制效果和良好的控制性能。

关键词：燃料电池空压机;气浮轴承;动力磁轴承;协同控制

基金资助：国家自然科学基金面上项目(51375427)； 国家自然科学基金青年科学基金项目（52005234)；江苏省自然科学基金项目(BK20190912)；江苏省泰州市科技支撑计划项目(TG202113;TG202122)