混合磁懸浮系統(tǒng)魯棒控制器的研究.pdf

1、磁浮列車作為一種新型的非接觸式地面軌道交通運(yùn)輸工具，已經(jīng)在實踐中得到了成功的應(yīng)用。由于傳統(tǒng)EMS(ElectroMagneticSystem)磁懸浮系統(tǒng)懸浮氣隙小，而傳統(tǒng)EDS(ElectroDynamicSystem)磁懸浮系統(tǒng)會產(chǎn)生相當(dāng)大的磁污染，人們開始研究混合懸浮系統(tǒng)，本文主要研究高溫超導(dǎo)線圈和常導(dǎo)線圈構(gòu)成的混合EMS懸浮系統(tǒng)。 由于懸浮系統(tǒng)本生固有的非線性和開環(huán)不穩(wěn)定性，需要通過控制器對其進(jìn)行穩(wěn)定性控制。傳統(tǒng)的懸浮控制

2、器的設(shè)計大都是建立在將非線性系統(tǒng)在平衡點附近進(jìn)行局部線性化基礎(chǔ)上，當(dāng)擾動過大而引起系統(tǒng)偏離平衡點過大時，可能導(dǎo)致控制器的迅速惡化，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定。本文研究的混合EMS懸浮系統(tǒng)在節(jié)省能量增大氣隙方面表現(xiàn)出很大的優(yōu)勢，但其控制的難度和復(fù)雜性卻相應(yīng)的增加了。針對這種混合EMS懸浮系統(tǒng)，嘗試采用非線性的控制策略以提高整個系統(tǒng)的抗干擾能力?；诤纳⒗碚摰姆蔷€性魯棒控制器，可以使得系統(tǒng)即使在不確定性處于最大條件下仍能保持良好的穩(wěn)定性能。本文著重研究

3、非線性H∞控制理論在高溫超導(dǎo)線圈與常導(dǎo)線圈構(gòu)成的混合EMS懸浮系統(tǒng)中的應(yīng)用。 本論文設(shè)計了適用于高溫超導(dǎo)線圈和常導(dǎo)線圈構(gòu)成的混合EMS懸浮系統(tǒng)魯棒控制器。設(shè)計過程中，首先建立了混合單磁鐵動力模型，對其非線性特點進(jìn)行分析，利用非線性系統(tǒng)魯棒控制理論，經(jīng)過分析和計算設(shè)計出H∞控制器并進(jìn)行仿真驗證；然后設(shè)計了四象限斬波器及基于DSP的控制器硬件系統(tǒng)，并完成了控制器的軟件設(shè)計和調(diào)試。實驗結(jié)果表明，所設(shè)計的數(shù)字控制器可以實現(xiàn)混合系統(tǒng)的穩(wěn)定