磁懸浮平衡裝置的設(shè)計(jì)與控制算法的研究.pdf

1、磁懸浮平衡裝置涉及到機(jī)械學(xué)、控制理論、數(shù)字信號(hào)處理等多領(lǐng)域的知識(shí)，每個(gè)環(huán)節(jié)都直接影響了磁懸浮平衡裝置的性能，它是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)、電、磁綜合系統(tǒng)。本文結(jié)合磁懸浮技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和實(shí)際應(yīng)用背景，對(duì)磁懸浮系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、控制算法進(jìn)行了較深入的分析和研究。詳細(xì)介紹了磁懸浮平衡裝置的組成、工作原理、數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了硬件結(jié)構(gòu)、控制器算法，組建了整個(gè)控制系統(tǒng)。
　　首先介紹了磁懸浮平衡裝置的組成和工作原理，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的硬件部

2、分，詳細(xì)介紹了PID控制器、驅(qū)動(dòng)電路、PWM產(chǎn)生電路、開(kāi)關(guān)功率放大器的設(shè)計(jì)方法，并給出了設(shè)計(jì)的原理圖。對(duì)電路板的測(cè)試結(jié)果表明電路板的性能可以滿足磁懸浮平衡裝置的要求。
　　其次控制器的性能直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能，本文將滑模變結(jié)構(gòu)控制算法應(yīng)用在磁懸浮平衡裝置中，其中包括基于反演設(shè)計(jì)的滑?？刂?、動(dòng)態(tài)滑?？刂坪突诜e分切換函數(shù)的自適應(yīng)滑?？刂?，并進(jìn)行了MATLAB仿真。仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)由初始狀態(tài)到穩(wěn)定懸浮的時(shí)間過(guò)渡很短，輸出信號(hào)也可以