混合励磁磁通切换直线电机磁悬浮系统改进自抗扰控制的研究

本文研究用于混合励磁磁通切换直线磁悬浮电动机(HEFSLMSM)磁悬浮列车。由于原自抗扰控制(ADRC)算法的扩张状态观测器是基于传统fal函数设计而易产生抖振、收敛速度慢及超调量过大等现象。为了提高悬浮系统的性能,提出了一种改进自抗扰控制策略。根据HEFSLMSM特有原理和运行机制,建立了其数学模型,推导出电机励磁回路电压方程、磁悬浮力方程和运动方程,设计出满足“小误差、大增益,大误差、小增益,连续光滑,处处可导,原点对称”的sfal函数,取代原有fal函数。建立改进ADRC的仿真模型,并通过仿真试验与ADRC和比例积分微分控制器进行了比较。仿真结果表明,采用改进ADRC的HEFSLMSM磁悬浮系统在动态性能方面具有明显优势,能有效抑制各种不确定的扰动,从而保证了系统的稳定性和精度。