磁懸浮系統(tǒng)的H∞控制研究.pdf

1、磁懸浮是一種新興的機(jī)電一體化技術(shù),可使物體無接觸地懸浮起來,進(jìn)而降低機(jī)械損耗,在航空航天、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域中具有重要的作用。目前,磁懸浮系統(tǒng)中的非線性、摩擦、耦合、不確定性等問題依然是一個控制難題。本文結(jié)合ECP Model730磁懸浮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對一類具有不確定性、耦合和摩擦的磁懸浮系統(tǒng)的H∞控制方法進(jìn)行了研究。對于實(shí)際系統(tǒng)在控制中遇到的一些問題,進(jìn)行了分析并給出解決方法。主要內(nèi)容有:
　　 1在單磁盤和雙磁盤兩種配置下建

2、立了ECP Model730磁懸浮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的線性化模型,在建模過程中考慮了傳感器、執(zhí)行器和磁盤間相互作用力的非線性特性。
　　 2對單磁盤磁懸浮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了不確定性分析并將其歸結(jié)為標(biāo)準(zhǔn)混合靈敏度問題,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了H∞控制器。針對該H∞控制器在單磁盤磁懸浮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制過程中不能克服摩擦的問題,基于遺傳算法建立了單磁盤磁懸浮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的摩擦模型并對摩擦進(jìn)行補(bǔ)償,在一定程度上克服了摩擦對系統(tǒng)的影響。進(jìn)一步,考慮摩擦模型存在不確定性

3、,摩擦補(bǔ)償并不能完全消除摩擦對系統(tǒng)的影響。針對這一問題,將摩擦視為對象輸入端干擾并在靈敏度權(quán)函數(shù)中引入了對對象輸入端干擾的描述,設(shè)計(jì)了具有對象輸入端干擾抑制能力的H∞控制器。通過仿真考察了H∞控制系統(tǒng)的動態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)性能、抗干擾性能及其對四種參數(shù)攝動的魯棒性。最后,對單磁盤磁懸浮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,磁盤具有良好的動態(tài)跟蹤性能和穩(wěn)態(tài)性能,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的H∞控制器的有效性。
　　 3對雙磁盤磁懸浮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了特性分析