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基于强跟踪滤波器的磁浮列车悬浮控制研究
| 论文题名： | 基于强跟踪滤波器的磁浮列车悬浮控制研究 |
| 关键词： | 磁浮列车;悬浮控制;强跟踪滤波器;系统扰动;控制精度 |
| 摘要： | 悬浮控制技术是磁浮列车的核心和关键技术之一，是一项高难度、高复杂性的尖端科学技术。悬浮控制系统性能的好坏，将直接影响到磁浮列车的稳定性、安全性和舒适性。由于外部环境干扰和参数扰动的存在，系统模型具有强不确定性，悬浮控制系统必须在各种干扰和扰动的条件下保证列车的稳定悬浮，这是悬浮控制技术的重点和难点之一。而且在实际工作中，磁浮列车难免会受到过程及测量噪声的干扰，使悬浮控制器所采集到的信号受到污染，导致控制精度下降。必须着手对传感器信号进行降噪处理，从而使悬浮控制器对系统扰动和系统参数不确定性具有很好的抑制能力，改善悬浮的效果。 本文首先建立了单电磁铁悬浮系统的非线性数学模型，并在平衡点附近线性化，得到相应的磁悬浮系统线性化模型和对应的系统状态方程。对影响悬浮系统性能的因素进行了分析，进而提出了相应的解决方法。然后引入新型的滤波器——强跟踪滤波器，并给出了强跟踪滤波器的理论推导。在此基础上设计了基于强跟踪滤波器的PID悬浮控制方案并通过仿真对比强跟踪滤波器与经典滤波器的控制效果，验证了该方案的有效性及可行性。最后，本文设计了基于强跟踪滤波器的PID悬浮解耦控制方案，并进行了仿真研究。 仿真结果表明，强跟踪滤波器应用于悬浮控制，不仅可以有效克服轨道接缝和负载冲击给悬浮系统带来的影响，使悬浮系统更稳定，而且可以有效的滤除与有用信号频带重叠的噪声，消除白噪声的污染，实现悬浮系统更平稳的过渡到稳定状态，更准确的跟踪气隙的变化和对悬浮系统耦合的有效抑制，是悬浮系统获得稳定控制的有效方法。 |
| 作者： | 王铁成 |
| 专业： | 电磁悬浮与超导工程 |
| 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： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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