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磁悬浮车悬浮控制方法的研究与实现
| 论文题名： | 磁悬浮车悬浮控制方法的研究与实现 |
| 关键词： | 磁悬浮列车;悬浮控制;模糊滑模控制;数字控制器;数字信号处理器 |
| 摘要： | 磁悬浮列车作为一种新型交通工具，已经应用于实践。由于常导电磁吸引式悬浮控制系统本身固有的非线性和不稳定性，以及外干扰引起的不确定性，增加了悬浮控制技术的难度。磁悬浮列车的舒适性和安全可靠性主要决定于悬浮控制性能。因此，悬浮控制技术就成为其关键和核心技术之一，针对悬浮控制技术的研究具有重要的实际意义。 本文基于磁悬浮列车，以单电磁铁为研究对象，进行了数字悬浮控制器的设计。首先，介绍了悬浮电磁铁的基本结构和工作原理，建立和分析了数学模型。通过在平衡点附近线性化，得到系统的状态方程和传递函数，同时分析了系统的能观性与能控性。然后，针对磁悬浮控制系统的非线性的本质，结合模糊控制和滑模控制各自的优点设计了模糊滑模悬浮控制器。并通过仿真与PID控制、模糊控制以及滑模控制方法进行了对比，模糊滑模悬浮控制器不但大大削弱了滑模本身固有的抖振问题，还具有良好的鲁棒性、响应快速和无超调量等特点，初步验证了模糊滑模控制器的可操作性。 其次，根据单电磁铁悬浮系统的特性，设计了基于DSP(TMS320LF2407A)的数字悬浮控制器，完成了硬件系统和控制软件的设计。其中，根据TMS320LF2407A的特点设计了数字悬浮控制器的外围电路；采用汇编语言模块化编程，核心控制算法为数字PID，这种算法简单易实现。 最后，分别对硬件系统和控制软件进行了调试，并针对调试过程中出现的问题进行了改进和完善。进行了单点电磁铁悬浮试验，得出试验结果，试验证明该控制器能够满足磁悬浮控制系统的要求，提高了系统悬浮刚度，具有一定的稳定性和鲁棒性，基本实现稳定悬浮。 |
| 作者： | 马忠宝 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 孙荣斌;孙宜标 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 沈阳工业大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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