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基于电磁力反馈控制策略的悬浮控制器研究
| 论文题名： | 基于电磁力反馈控制策略的悬浮控制器研究 |
| 关键词： | 磁浮列车;悬浮控制器;电磁力反馈控制策略;稳定分析 |
| 摘要： | 建立精确的单电磁铁悬浮系统数学模型并设计合理的控制策略是实现磁浮列车稳定控制的基础。单电磁铁悬浮系统传统电压、电流控制模型采用工作点邻域内线性化的方法进行建模，控制模型精度受限，影响控制效果。针对传统控制模型的不足，本文主要从单电磁铁悬浮系统的控制模型方面着手进行改进。 论文建立了单电磁铁悬浮系统的动态方程，介绍了传统电压、电流控制模型的建模过程，讨论了传统线性化模型的局限性。针对线性化模型的不足，以电磁悬浮力为控制对象，建立了单电磁铁悬浮系统的电磁力控制模型。该模型未使用线性化方法，保留了悬浮系统的非线性特性。在电磁力控制模型的基础上，依据电磁力解析计算公式，运用状态反馈控制方法建立了电磁力反馈控制策略，并与传统控制策略进行了对比仿真。 为了进一步验证电磁力反馈控制策略的有效性，以TMS320F28335数字信号处理器为载体实现了基于电磁力反馈控制策略的悬浮控制器。针对起浮降落、载荷变化、外力扰动、施加间隙干扰等磁浮列车的典型工况，在磁浮小车模型实验平台上进行了电磁力反馈控制策略与传统控制策略的对比实验。实验表明，电磁力反馈控制策略相比传统控制策略具有更好的悬浮稳定性、加载适应能力以及抗间隙干扰能力。由于利用电磁力反馈控制策略实现了悬浮载荷的起浮前测量，电磁力反馈控制策略在加载适应能力方面表现出了明显的优势，有效地提升了悬浮控制器在载荷增加状态下的控制特性，拓展了控制器的稳定范围。在实验平台加载165％的情形下，电磁力反馈控制策略仍能使系统保持稳定，相比传统电压、电流控制策略分别在加载90％和125％的情形下系统失稳，电磁力反馈控制策略的稳定范围提升了近30％。 |
| 作者： | 颜辰凡 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 蒋启龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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