Modelado y Análisis de Estabilidad para un Motor de Corte Levitable Magnéticamente (MLSM) con Efecto Giroscópico y Estructura No Colocada Basado en el Criterio de Estabilidad Inversa de Nyquist Ampliado
Autores: Li, Lingling; Yu, Yang; Hu, Liang; Ruan, Xiaodong; Su, Rui; Fu, Xin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
La estabilidad del movimiento del rotor es la condición previa para el funcionamiento fiable de los motores de corte levitados magnéticamente (MLSM). Sin embargo, con el efecto giroscópico y la estructura no colocalizada existiendo simultáneamente, su análisis de estabilidad enfrenta un enorme desafío, ya que los movimientos torsionales se acoplan con los movimientos de translación radial, convirtiendo al MLSM en un sistema de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) de alto orden. Por lo tanto, en este artículo, primero establecemos un nuevo modelo de dinámica de rotor MIMO en bucle cerrado y lo convertimos en un sistema de control de retroalimentación equivalente de entrada única y salida única (SISO) mediante la construcción de variables complejas, reduciendo al mismo tiempo el orden del sistema a la mitad. Gracias a la equivalencia entre los sistemas MIMO y SISO, se derivan las condiciones suficientes y necesarias de la estabilidad absoluta del MLSM mediante el criterio de estabilidad de Nyquist inverso extendido en el dominio complejo. Además, la efectividad del método de modelado y análisis de estabilidad propuesto se evalúa mediante simulaciones y resultados experimentales. Así, además de los parámetros PID, este artículo demuestra que la estabilidad del MLSM también se ve afectada por el acoplamiento del efecto giroscópico y la estructura no colocalizada, lo que debería servir como una guía esencial para la regulación del sistema del MLSM.
Descripción
La estabilidad del movimiento del rotor es la condición previa para el funcionamiento fiable de los motores de corte levitados magnéticamente (MLSM). Sin embargo, con el efecto giroscópico y la estructura no colocalizada existiendo simultáneamente, su análisis de estabilidad enfrenta un enorme desafío, ya que los movimientos torsionales se acoplan con los movimientos de translación radial, convirtiendo al MLSM en un sistema de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) de alto orden. Por lo tanto, en este artículo, primero establecemos un nuevo modelo de dinámica de rotor MIMO en bucle cerrado y lo convertimos en un sistema de control de retroalimentación equivalente de entrada única y salida única (SISO) mediante la construcción de variables complejas, reduciendo al mismo tiempo el orden del sistema a la mitad. Gracias a la equivalencia entre los sistemas MIMO y SISO, se derivan las condiciones suficientes y necesarias de la estabilidad absoluta del MLSM mediante el criterio de estabilidad de Nyquist inverso extendido en el dominio complejo. Además, la efectividad del método de modelado y análisis de estabilidad propuesto se evalúa mediante simulaciones y resultados experimentales. Así, además de los parámetros PID, este artículo demuestra que la estabilidad del MLSM también se ve afectada por el acoplamiento del efecto giroscópico y la estructura no colocalizada, lo que debería servir como una guía esencial para la regulación del sistema del MLSM.