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基于自抗扰控制器的磁悬浮列车节能运行控制研究
| 论文题名： | 基于自抗扰控制器的磁悬浮列车节能运行控制研究 |
| 关键词： | 磁悬浮列车;目标速度曲线;速度跟踪控制;自抗扰控制;改进粒子群算法 |
| 摘要： | 磁悬浮列车具有零摩擦、少运维、爬坡能力强、智能化程度高等特点。进一步提高我国自主知识产权的磁悬浮相关技术，是促进磁悬浮技术推广应用、加快交通强国建设、构建现代化高品质综合立体运输网络的重要战略抓手，具有重大战略意义。本文针对磁悬浮列车速度跟踪控制算法设计中存在的问题，开展如下研究工作： (1)通过数据拟合的方法修正磁悬浮列车牵引特性曲线，并梳理总结、优化完善磁悬浮列车动力学模型、阻力模型和牵引计算模型，为仿真分析和相关领域的学术研究提供研究基础。 (2)在已有研究成果的基础之上，按照模块化设计的思路，基于自抗扰控制理论设计了列车速度跟踪控制系统仿真模型。首先，基于自抗扰控制算法构建速度跟踪控制器；其次，针对自抗扰控制器存在的参数众多、范围广、内部变化规律复杂等问题，选用粒子群算法进行参数搜索寻优，采用自适应权重方法对粒子群算法的惯性权重系数进行改进，以达到较好的搜索效果；最后，将本文设计的基于粒子群算法优化参数的自抗扰控制算法、PID控制算法和基于人工蜂群算法优化参数的自抗扰控制算法进行控制效果的比较和研究。 通过仿真实验分析可得，本文设计的磁悬浮列车速度跟踪控制系统仿真模型简单实用；基于自抗扰控制算法的列车速度跟踪控制算法具有模型依赖性低、抗扰性能强、跟踪精度高的优势；结合改进粒子群算法优化自抗扰控制器参数的方法，进一步提升整个控制系统稳定性、快速性和节能性。本文对磁悬浮列车节能运行控制研究具有重大工程应用价值。本文所述的自抗扰控制算法不仅适用于磁悬浮列车速度跟踪控制，对于其他速度跟踪控制和运动控制也具有比较好的参考借鉴价值。 |
| 作者： | 陈昱圻 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 杨杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江西理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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