電磁永磁混合懸浮系統(tǒng)懸浮控制研究.pdf

1、介紹了研制的混合懸浮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。分析和探討了四點(diǎn)懸浮的實(shí)現(xiàn)策略：機(jī)械解耦和電氣解耦。然后利用等效法，逐步推導(dǎo)出混合懸浮系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，仿真計(jì)算了不同氣隙下混合懸浮系統(tǒng)的懸浮力，其值遠(yuǎn)大于相應(yīng)的純電磁系統(tǒng)的懸浮力。仿真結(jié)果證明混合懸浮的確可以節(jié)約大量的電磁勵(lì)磁安匝，從而大大降低懸浮能耗，是一種很有發(fā)展前途的懸浮方式。懸浮力測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了模型的正確性，進(jìn)而推導(dǎo)出混合懸浮系統(tǒng)的相對(duì)參考動(dòng)態(tài)模型和絕對(duì)參考動(dòng)態(tài)模型。 綜述了目前磁懸浮系

2、統(tǒng)懸浮控制的主要方案，介紹了狀態(tài)反饋控制、滑模控制、最優(yōu)控制和模糊控制在懸浮控制中的應(yīng)用，著重論述了針對(duì)本文混合懸浮系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。論文給出了應(yīng)用狀態(tài)反饋控制的詳細(xì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，證明應(yīng)用狀態(tài)反饋控制可以實(shí)現(xiàn)混合磁極的穩(wěn)定懸浮，但是系統(tǒng)適應(yīng)性較差。 為了提高懸浮系統(tǒng)的適應(yīng)性，增強(qiáng)懸浮系統(tǒng)的魯棒性，將專家控制和模糊控制引入到混合懸浮系統(tǒng)的懸浮控制中，提出了仿人的分層遞階智能控制策略，它包括三層，按照自上而下控制精度逐漸

3、增加，智能程度逐漸減少進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)表明，本文所提出的仿人分層遞階控制用于混合懸浮系統(tǒng)，在不同工作狀況均能獲得優(yōu)秀的控制效果，可以實(shí)現(xiàn)快速、穩(wěn)定、精確懸浮。為了實(shí)現(xiàn)無(wú)加速度傳感器的優(yōu)秀懸浮，本文提出一種帶有調(diào)整因子的模糊控制策略，并且對(duì)調(diào)整因子進(jìn)行編碼，應(yīng)用具有全局尋優(yōu)特點(diǎn)的遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化，遺傳算法優(yōu)化時(shí)進(jìn)行了改進(jìn)，采用優(yōu)化后的模糊控制器，系統(tǒng)的響應(yīng)速度加快，并且具有很高的控制精度，省去了加速度傳感器，實(shí)現(xiàn)了只需位置傳感器的優(yōu)秀的懸浮

4、控制。雖然本文的無(wú)加速度傳感器控制只是初步的研究，但是從作者實(shí)驗(yàn)室條件獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，只有位置物理傳感器的控制，可以達(dá)到較高的控制精度，滿足磁懸浮系統(tǒng)的懸浮精度要求。 基于狀態(tài)反饋控制、仿人分層遞階智能控制和改進(jìn)模糊控制，進(jìn)行了混合懸浮動(dòng)子的正常懸浮實(shí)驗(yàn)、動(dòng)態(tài)懸浮的突加負(fù)載實(shí)驗(yàn)和跨越障礙實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)證明：狀態(tài)反饋控制可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)子動(dòng)態(tài)懸浮，但是系統(tǒng)適應(yīng)能力較差；本文所提出的仿人分層遞階智能控制魯棒性很強(qiáng)，能適應(yīng)各種工作狀況，是很