单磁铁悬浮系统的数字控制

在建立单电磁铁悬浮系统的数学模型的基础上，运用Ｉｎｔｅｌ８０Ｃ１９６ＭＣ单片机和积分分离ＰＩＤ算法设计了数字控制器，并给出了实验结果。

模糊控制在单磁铁悬浮系统中的运用

针对常规的基于控制表查询的模糊控制器在动态控制过程不够平滑,而稳态时存在控制死区现象,提出一种论域嵌套和自调整因子规则算法的模糊控制,其在模糊控制策略中引入积分环节,构成Fuzzy-PI(或PID)复合控制。该复合控制策略在大偏差范围内采用模糊控制策略,在小偏差范围内转换为PID控制,由此消除稳态误差。

单磁铁电磁悬浮系统研究

从增强悬浮稳定性的目的出发 ,在对磁悬浮控制系统进行数学建模的基础上 ,提出了采用气隙变化、磁铁垂向位移变化速度和磁铁垂向位移变化加速度作为反馈控制量的具体控制方法 ,并在多体动力学软件SIMPACK中建立真实模型时考虑现实控制系统中轨道的激扰和控制器本身的干扰 ,最后通过对仿真结果的分析 ,得到控制的各项性能表现 。

单磁铁悬浮控制系统反馈参数动力学特性分析

单磁铁悬浮系统是磁浮列车最简单,最基本的研究单元。为研究悬浮控制系统反馈系数对磁浮列车稳定性的影响,建立单磁铁—轨道—悬浮系统参考模型,推导单磁铁—导轨的动力学方程,引入状态反馈控制规律,推导出反馈控制规律中的各反馈系数对悬浮系统的物理意义,与普通二次振动模型相比发现,改变间隙反馈系数相当于改变悬浮刚度,速度反馈系数的改变相当于改变悬浮系统的阻尼,改变加速度反馈系数相当于改变悬浮系统的质量。最后从数学的角度设计单磁铁悬浮系统状态观测器,研究发现对于轨道不同频率的不平顺,观测器的反应有所不同,对于高频激扰,悬浮系统能够达到平衡状态,受高频激扰的影响较小,而对于低频激扰来说,悬浮系统会跟随激扰发生振动。

单电磁铁悬浮系统的指数趋近律滑模控制

根据电磁场理论,给出了磁场力与气隙、电流之间的函数关系,建立了单电磁铁悬浮系统的二阶非线性状态方程。以电流为控制量,设计了一种滑模控制器。为了解决滑模控制在单电磁铁悬浮系统控制中的抖振问题,在滑模控制器中采用指数趋近律。该控制器不但能够保证悬浮系统的各个状态趋于设计值,而且能够保证抖振振幅值呈指数衰减。同时,基于Mat-lab软件,对悬浮系统进行建模仿真。仿真结果表明:该滑模控制系统具有良好的动态性能和较强的鲁棒性。

Matlab/Simulink环境下单电磁铁悬浮系统的3种PID仿真

由于轨道不平顺变化会对悬浮系统有影响,选择适合于单电磁铁悬浮系统的PID控制仿真方法是悬浮控制系统设计中的一个很重要的问题。基于单电磁铁悬浮系统的数学模型,提出了3种PID控制仿真方法。利用Matlab/Simulink中的工具箱,通过仿真验证了3种PID控制系统的可行性。结果表明:与方法 1和方法 2相比,基于S函数的方法 3对轨道低频振动能实现有效地跟踪,且对轨道高频振动具有较强的抑制能力。该研究成果为解决单电磁铁悬浮系统的轨道不平顺问题提供了一种较好的仿真方法。

单电磁铁悬浮系统的非线性鲁棒控制

结合状态反馈精确线性化和线性鲁棒控制理论研究单电磁铁悬浮系统的非线性鲁棒控制问题,给出一种简洁实用的非线性鲁棒控制器设计方法,先用反馈精确线性化构造相应的线性系统的鲁棒控制策略,然后再用预反馈求出原非线性系统的控制律,最后证明该控制律对于单电磁铁悬浮系统具有鲁棒性.