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磁浮列车悬浮斩波器控制策略的研究
| 论文题名： | 磁浮列车悬浮斩波器控制策略的研究 |
| 关键词： | 磁浮列车;悬浮系统;斩波器;滑膜控制;控制策略 |
| 摘要： | 随着2004年采用德国技术的上海磁浮列车进入实际商业运营，磁浮列车作为一种新的交通工具引起国内轨道交通行业的高度关注。中低速磁浮列车因其特点在市内轨道交通运输具备一定竞争力。在车辆悬浮系统中，电磁悬浮是目前发展最为成熟与实用的悬浮系统。因此本文基于德国TR系列磁浮列车在悬浮系统作出相应工作。 本文基于目前国内最广泛采用的F型轨道-U型磁铁模型，对其供电采用H型悬浮斩波器，悬浮系统的控制器固化在悬浮斩波器控制箱内。在这种模型中，车辆与斩波器箱接口分为斩波器直流供电接口，斩波器与车辆运行控制系统及检测系统的通信接口，悬浮系统的反馈信号接口，即相应传感器的输入接口。本文着力于箱内斩波器的控制策略研究。 本文第二章推导了考虑电磁铁边缘效应时悬浮电磁铁的数学模型。该模型是在磁路模型基础上作出对应的精确化。由于该模型过于复杂，为便于控制器的设计，对该模型作了必要简化，并建立了两种其控制系统模型，分别为平衡点附近线性化模型与反馈线性化模型。 在此基础上，对该两种模型进行了传统极点配置法控制器设计并作了相应对比仿真分析。针对斩波器的开关控制特点，进行了悬浮斩波器的滑模变结构控制器的设计。在设计常值切换控制的基础上，分析了系统震抖原因。对控制器作了相应优化，分析设计了趋近率控制，在系统抖震与抗摄动方面作了相应折衷分析。在上述控制策略的分析设计中，都应用了平衡点附近线性化模型与反馈线性化模型，仿真结果表明，反馈线性化模型有更好的控制效果。 在上述理论分析的基础上，本文基于Ti公司2000系列DSP数字处理芯片设计了悬浮控制器的硬件电路并写了对应控制算法的软件代码。在西南交通大学磁浮与磁浮技术研究所磁浮实验平台进行了实验，实现了车辆的稳定悬浮。实验结果表明，所设计的控制器有较优越的性能。 |
| 作者： | 黄华 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 张昆仑 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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