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高温超导EMS磁浮系统的鲁棒控制器的研究
| 论文题名： | 高温超导EMS磁浮系统的鲁棒控制器的研究 |
| 关键词： | 磁浮铁路;电磁悬浮;超导线圈;鲁棒控制器 |
| 摘要： | 磁浮技术作为20世纪的一项新兴技术，得到广泛的应用，对它的研究方兴未艾。磁浮列车是磁浮技术的重要应用之一，它作为一种新型地面交通工具，己经在实践中得到了成功的应用。但是，传统的常导EMS磁浮列车的悬浮线圈具有一定的电阻，存在较大的悬浮功耗，也影响悬浮气隙的进一步增大。随着高温超导线材性能的不断提高，利用高温超导导线取代传统的常规导线用于EMS磁悬浮装置的激励线圈成为一个重要的研究方向。本文研究了控制超导线圈电流，让其像常导线圈一样提供电磁悬浮需要的能量，实现稳定悬浮。由于超导线圈的零电阻特性，可以大大降低悬浮功耗。由于EMS悬浮系统本身固有的非线性和开环不稳定性，需要通过控制器对其进行稳定性控制。外界干扰引起的不确定性是磁悬浮系统难以解决的棘手问题，传统的控制方法很难满足要求，H∞鲁棒控制设计一个结构和参数均不变的控制器使得系统即使在不确定性处于最大界条件下仍然能够保证良好的稳态性能。因此，本文着重研究H∞控制理论在磁悬浮系统中的应用。 本文首先搭建了高温超导EMS悬浮的实验台，选择超导线圈结合超导特性，分析了超导临界电流和交流损耗。分析了高温超导EMS悬浮的基本工作原理，建立其数学模型，在此基础上，利用H∞控制理论的混合灵敏度方法，根据系统受干扰情况选择合适的加权函数，设计出能使该系统稳定且具有良好鲁棒性的H∞控制器；进行仿真。最后在高温超导悬浮装置上进行悬浮实验，实验结果表明：基于H∞控制理论设计的控制器可以实现系统的稳定悬浮，具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。 |
| 作者： | 陈兴华 |
| 专业： | 电磁悬浮与超导工程 |
| 导师： | 王莉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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