基于超稳定性的混合磁浮系统控制器设计

2012年03月01日12:01:59 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

作者：李云钢，陈树文，陈慧星
（国防科技大学磁悬浮中心）
摘　　　要：针对电磁永磁混合型ＥＭＳ磁浮列车悬浮控制中因参数摄动引起的不确定性问题，以ＰＯＰＯＶ超稳定理论为基础设计了模型参考自适应悬浮控制器。根据系统非线性模型和悬浮控制的性能指标要求确定了系统的参考模型。为了满足ＰＯＰＯＶ定理的条件，设计了前向补偿器，得到了比例积分自适应律。结合混合系统实际的控制特点对自适应律进行了简化并分析了其稳定性。仿真与实验结果表明，采用自适应机制后，系统的动态响应过程平稳，在间隙阶跃时表现出稳健性，从而能改善磁悬浮系统的性能。
关　键　词：混合悬浮；超稳定；自适应控制

引　言：电磁永磁混合悬浮技术由于悬浮功耗小、对车载电源技术要求低、承载比高等优点［１２］，成为当前新型磁悬浮研究领域的热点之一。经典的ＰＩＤ和极点配置等线性控制方法只能保证系统在平衡点附近具有较好的动态性能，当承载质量变化而导致系统较大地偏离平衡点时，系统的悬浮性能将明显恶化［３４］。模型参考自适应控制（ＭＲＡＣ）方法根据系统状态和输出误差调整控制参数，使实际系统获得与参考模型等同的性能。ＰＯＰＯＶ超稳定理论是进行自适应控制设计和分析的重要方法，与李雅普诺夫设计方法相比，这种方法能得到结构简单、可调参数少的ＭＲＡＣ系统，便于工程应用［５６］。为保证混合磁浮系统在承载质量变化前后的悬浮性能一致，本文基于ＰＯＰＯＶ超稳定理论设计了模型参考自适应控制器，从工程应用的角度简化了控制器结构。

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