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原文传递磁悬浮控制系统的分析与设计

论文题名：	磁悬浮控制系统的分析与设计
关键词：	磁悬浮控制系统;线性化模型;PD控制器;速度状态估计
摘要：	本文的研究对象是美国ECP公司生产Model730磁悬浮实验装置,由力学知识得到非线性动态方程的基础上,应用平衡点附近线性化和反馈线性化两种线性化方法,建立了磁悬浮系统的两种线性化模型。　　针对这两种线性化模型设计PD控制器,通过实验给出这两种线性化方法的差别。对两种数学模型分别设计了状态反馈控制器,在设计状态反馈控制器时,由于并不是所有的状态都是可测,针对这种情况设计了状态观测器和直接用差分方程实现对速度状态的估计。　　针对所设计的状态反馈控制器存在稳态误差的现象,把积分环节加入控制系统的前向通道中,达到消除了稳态误差的目的。但是引入积分环节,由于实验装置中玻璃棒与磁铁存在摩擦,存在滞-滑现象,为了克服这种现象用了PD-PI切换控制器,能够减小这种不利影响。　　本文还针对反馈线性化模型设计了变结构控制器,变结构控制对系统的摄动、干扰具有不敏感特性。首先在MATLAB中进行了仿真,然后针对实际系统中是采用离散形式的控制器,因此设计离散变结构控制器,在实际验证中能够实现对磁铁的稳定悬浮,并与PD控制器进行对比。为减小抖振,应用自适应离散变结构控制器,通过实验表明该控制器,不仅能够实现磁铁的稳定悬浮,而且具有良好的动态过程。
作者：	戚建成
专业：	控制科学与工程
导师：	何朕
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文