朱誯秋，郝曉紅，刁小燕，鄒花蕾

江蘇大學電氣信息工程學院，江蘇鎮(zhèn)江

中國民航大學，天津

摘　　　要：以無軸承永磁薄片電機為研究對象，闡述了其徑向力懸浮機理，推導了徑向懸浮力數(shù)學模型。采用非線性微分幾何的方法研究了無軸承永磁薄片電機在負載運行時徑向懸浮力之間的解耦控制問題，實現(xiàn)電機徑向懸浮力與懸浮力繞組中電流之間的解耦控制。將原耦合系統(tǒng)解耦和基本線性化成獨立的偽線性系統(tǒng)，并對解耦后的偽線性子系統(tǒng)設(shè)計了神經(jīng)滑模變結(jié)構(gòu)控制器。較后對設(shè)計的控制系統(tǒng)進行仿真試驗，驗證了這種解耦控制方法的可行性。仿真結(jié)果表明，基于非線性微分幾何的神經(jīng)滑模變結(jié)構(gòu)控制器方法能較好實現(xiàn)徑向懸浮力的穩(wěn)定獨立控制。

關(guān)　鍵　詞：無軸承電機；微分幾何；解耦；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；滑模變結(jié)構(gòu)

１　引　言
無軸承電機具有無接觸、無摩擦磨損、免維護等一系列突出優(yōu)點，在真空技術(shù)、無菌車間、腐蝕性介質(zhì)或非常純凈介質(zhì)的傳輸?shù)阮I(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，特別是無軸承永磁薄片電機驅(qū)動的密封泵系統(tǒng)，應(yīng)用于生物化工、半導體及加工等領(lǐng)域，具有傳統(tǒng)電氣傳動系統(tǒng)無法實現(xiàn)的優(yōu)勢［１�玻担荨Ｓ捎跓o軸承電機徑向懸浮力之間的非線性、多變量和強耦合，實現(xiàn)懸浮力的獨立精確控制，是無軸承電機穩(wěn)定工作的基本條件。而非線性系統(tǒng)理論中的微分幾何方法在解決多變量、非線性耦合問題上有其獨特的優(yōu)點［６�玻福荨１疚囊詿o軸承永磁薄片電機為研究對象，采用非線性微分幾何的方法對徑向懸浮力進行解耦控制，將原來復雜的非線性系統(tǒng)解耦等效成２個徑向位置獨立的無耦合的偽線性子系統(tǒng)進行控制，并對解耦后的偽線性子系統(tǒng)設(shè)計了神經(jīng)滑模控制器，仿真結(jié)果驗證了這種解耦控制方法的可行性。

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