基于多维可视化的电磁轴承-柔性转子系统多目标优化控制

来源：振动与冲击杂志2025年第4期北京时间：

作者：程柳峰，陈亮亮chenlian050，靳晓光，伍家驹，郭至城，李志农

单位：1.南昌航空大学信息工程学院，南昌330063；2.南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室，南昌330063

摘要：为有效抑制电磁轴承-柔性转子系统的振动，该文提出一种基于多维可视化的电磁轴承-柔性转子系统多目标优化控制策略。首先，通过有限元方法搭建电磁轴承-柔性转子系统数学模型，并采用模态截断法对该系统进行降阶，以减小状态变量个数，便于控制器设计。接着，设计Luenberger全维状态观测器，将传感器处位移转换为电磁轴承处位移，解决传感器与电磁轴承不同位问题，接下来利用状态反馈解耦法将多变量强耦合的电磁轴承-柔性转子系统转化为4个彼此独立的单输入单输出子系统。在此基础上，以控制系统超调量、调节时间及振动幅值为优化目标，以系统稳定、轴承气隙为约束条件，采用多维可视化法对解耦后子系统的控制器参数进行多目标寻优，得到控制参数P、D的最优可行域。最后，搭建仿真模型对本文提出的控制算法的性能进行验证。结果表明：本文提出的控制算法能够有效抑制电磁轴承-柔性转子系统振动，具有稳定性好、超调量小、调节时间短、抗干扰能力强的特点。<br>

关键词：柔性转子；状态观测；状态反馈解耦；多维可视化；多目标优化