高溫超導EMS型混合懸浮控制器的研究與設計.pdf

1、與常導電磁懸浮系統(tǒng)相比，高溫超導混合懸浮系統(tǒng)在降低能耗、增大懸浮氣隙及節(jié)約成本方面具有很大的優(yōu)勢，已逐漸開始被國內(nèi)外學者所關注研究。本文即是在此背景下，在國家自然科學基金的資助下，結合該校的磁懸浮試驗線項目，開展研究。 本文以高溫超導EMS型混合懸浮系統(tǒng)的懸浮控制器為主要研究對象，著重對混合懸浮控制策略、仿真試驗及系統(tǒng)整體軟硬件平臺實現(xiàn)進行了初步研究，內(nèi)容主要包括以下幾個方面： 1、分析了高溫超導混合磁懸浮系統(tǒng)的基本原理

2、，建立高溫超導混合懸浮系統(tǒng)的相對參考動態(tài)模型數(shù)學模型和絕對參考動態(tài)數(shù)學模型。并以相對參考動態(tài)數(shù)學模型為研究對象，推導出超導與常導混合電磁鐵的電壓、運動方程和電磁力方程。利用仿真制圖，與常導懸浮方案在懸浮氣隙、能耗、可靠性等方面進行了比較，驗證了超導混合懸浮方案在這幾方面的優(yōu)勢。 2、提出了兩種控制策略：傳統(tǒng)PID控制、模糊PD控制，分別從控制原理、控制器的設計、仿真試驗、性能分析等方面對兩種控制策略進行了分析比較與研究，通過引入

3、電磁噪聲、突加負載、減小懸浮氣隙等各種擾動測試系統(tǒng)的動態(tài)響應，觀察比較PID控制與模糊PID控制在系統(tǒng)動態(tài)特性、穩(wěn)態(tài)精度及魯棒性方面的差異。 3、應用TI公司高性能控制DSP-TMS320F2812，提出了系統(tǒng)的雙DSP設計方案，以分別實現(xiàn)懸浮控制和診斷檢測，通過診斷DSP與PC上位機連接實現(xiàn)系統(tǒng)在線調(diào)試功能。詳細闡述了包括信號前期處理電路、DSP控制電路、D/A轉換電路、PWM產(chǎn)生電路等懸浮控制模塊的硬件實現(xiàn)過程；給出了以CA