基于電磁力反饋控制策略的懸浮控制器研究.pdf

1、建立精確的單電磁鐵懸浮系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型并設(shè)計(jì)合理的控制策略是實(shí)現(xiàn)磁浮列車穩(wěn)定控制的基礎(chǔ)。單電磁鐵懸浮系統(tǒng)傳統(tǒng)電壓、電流控制模型采用工作點(diǎn)鄰域內(nèi)線性化的方法進(jìn)行建模，控制模型精度受限，影響控制效果。針對(duì)傳統(tǒng)控制模型的不足，本文主要從單電磁鐵懸浮系統(tǒng)的控制模型方面著手進(jìn)行改進(jìn)。
　　論文建立了單電磁鐵懸浮系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方程，介紹了傳統(tǒng)電壓、電流控制模型的建模過程，討論了傳統(tǒng)線性化模型的局限性。針對(duì)線性化模型的不足，以電磁懸浮力為控制對(duì)象，建立

2、了單電磁鐵懸浮系統(tǒng)的電磁力控制模型。該模型未使用線性化方法，保留了懸浮系統(tǒng)的非線性特性。在電磁力控制模型的基礎(chǔ)上，依據(jù)電磁力解析計(jì)算公式，運(yùn)用狀態(tài)反饋控制方法建立了電磁力反饋控制策略，并與傳統(tǒng)控制策略進(jìn)行了對(duì)比仿真。
　　為了進(jìn)一步驗(yàn)證電磁力反饋控制策略的有效性，以TMS320F28335數(shù)字信號(hào)處理器為載體實(shí)現(xiàn)了基于電磁力反饋控制策略的懸浮控制器。針對(duì)起浮降落、載荷變化、外力擾動(dòng)、施加間隙干擾等磁浮列車的典型工況，在磁浮小車模型

3、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了電磁力反饋控制策略與傳統(tǒng)控制策略的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，電磁力反饋控制策略相比傳統(tǒng)控制策略具有更好的懸浮穩(wěn)定性、加載適應(yīng)能力以及抗間隙干擾能力。由于利用電磁力反饋控制策略實(shí)現(xiàn)了懸浮載荷的起浮前測(cè)量，電磁力反饋控制策略在加載適應(yīng)能力方面表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)，有效地提升了懸浮控制器在載荷增加狀態(tài)下的控制特性，拓展了控制器的穩(wěn)定范圍。在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)加載165％的情形下，電磁力反饋控制策略仍能使系統(tǒng)保持穩(wěn)定，相比傳統(tǒng)電壓、電流控制策略分