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高速磁浮车辆悬浮控制器设计及其动力学仿真
| 论文题名： | 高速磁浮车辆悬浮控制器设计及其动力学仿真 |
| 关键词： | 磁浮车辆;悬浮系统;控制器设计;磁浮控制系统;磁浮系统;磁浮列车;数学模型;极点配置控制器;控制策略;可行性分析;动力学性能;电磁铁;系统设计;控制模型;设计和分析;控制器性能;动力学理论;车辆国产化;参数自整定;综合系统 |
| 摘要： | 二十世纪末,高速磁浮交通的发展取得了令人瞩目的成绩,高速磁浮列车是当今多项高新技术的集成,正在走向实用的新型交通工具。磁浮列车的控制系统是涉及众多学科和领域的综合系统。影响磁浮列车系统性能的最关键部件是控制器的性能。控制器的性能基本决定了整个系统的最终性能,如:控制精度、刚度、鲁棒性等。而影响控制器性能的除了自身的设计外还与调试过程密切相关。 磁浮车辆的控制系统研究是实现磁浮车辆国产化的关键部分。具体包括控制系统的组成,控制策略的选择,控制量的测量等。并且要结合磁浮车辆的动力性能进行分析,这是常导电磁浮车辆系统中的核心问题之一。主要是通过改进磁浮控制系统来改进磁浮车辆的动力学性能。 本文在深入了解国内外相关技术的基础上,以上海浦东磁浮线路车辆为实际范例,本文基于磁浮单铁控制系统的模型,分析了单铁悬浮系统的数学模型和控制模型,并且在此基础上对双电磁铁悬浮系统设计进行了可行性分析,设计和分析了双电磁铁磁浮系统,对磁浮系统的各个组成部分及其原理进行了说明。建立了双电磁铁悬浮系统的数学模型,并对数学模型在平衡点附近进行了线性化,得到了系统的状态方程和传递函数。在此基础上,分析了系统的能控性和能观性,对磁浮系统设计了基于但铁控制模型的极点配置控制器。给出了控制器的设计思想、方法和设计步骤。设计了基于悬浮间隙反馈的两种空者策略,分析了这两种控制策略在实际系统上的可行性,在结合实际应用,提出把极点配置的控制方法应用于磁浮系统,选择参数自整定的方法,并给出极点配置控制器的实现和控制算法。 对于选定的基于悬浮间隙控制策略,结合在MSC.ADAMS软件环境下,应用多体动力学理论,分析磁浮车辆地结构模型,结合Matlab/Simulink控制系统进行磁浮列车的动力学联合仿真,再比较实验数据进行可行性分析。 |
| 作者： | 金奕 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陆正刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学汽车学院 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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