磁悬浮系统的控制研究

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1、哈尔滨理T大学下学硕卜学位论文磁悬浮系统的控制研究摘要磁悬浮技术是一门新兴的机电一体化技术，由于其具有无摩擦、无磨损、无需润滑、寿命长、低功耗、无噪声等优点，引起了世界各国科学界的特别关注。磁悬浮系统性能的优劣很大程度上取决于控制器的特性，高精度、高响应频率和输出不受外界干扰的特性以及磁悬浮中参数的摄动和外界不确定的干扰因素都是难以解决的棘手问题，传统控制难以满足系统要求，因此对控制方法的研究有其非常重要的意义。本文首先分析了磁悬浮系统的动态模型，利用系统的线性化模型指出磁悬浮系统是本质不稳定的，需通过控制器对其稳定控制。传统控制大都是将该系统在平衡点附近

2、局部线性化，当干扰过大引得系统偏离平衡点过大时，可能导致控制器的迅速恶化，影响系统的稳定。因此本文建立了磁悬浮系统的非线性模型。本文针对MA401型磁悬浮系统难以建立精确数学模型的特性，构造了一个二维模糊控制器，并加入一个积分环节以消除误差，实验结果表明系统具有很强的鲁棒性。本文针对磁悬浮系统的非线性特点，从能量成型角度，利用端口受控哈密顿控制理论建立了PCH系统模型。引入较为成熟的互连和阻尼配置的无源性控制方法，设计了无源性控制器，并对MA401型磁悬浮系统进行了仿真研究。仿真结果表明，系统能够快速响应，并且对负载的变化具有很强的适应性和抗干扰性。关键词

3、磁悬浮系统；模糊控制：无源性控制；哈密顿系统堕垒堡垩三銮耋：兰堡圭兰竺篁耋StudyOnControlOfMagneticLevitationSystemAbstractMagneticlevitationisarelativelynewtechnologyinmechanicandelectronicsandhasbeenpaidspecialattentiontointhescientificcommunityoftheworld，becauseofitsmanymeritssuchasnomechanicalfriction，nowear,nonee

4、doflubrication，longlongevity,lowpowerlOSS，andnonoise，etc．Theperformanceofmagneticlevitationisdeterminedmainlybythecharacteristicofitscontrollerandsolvingtheproblemsofthehighprecision，higllresponsefrequency,outputimmunefromthedisturbance，theparameterperturbationandtheuncertainfacto

5、rsfromoutside-isverydifficult．111etraditionalmethodscannotmeettheneedsofthesystem．Soithasgreatsignificancetostudythecontrolmethodofmagneticlevitation．Inthispaper,thedynamicmodelofmagneticlevitationisdiscussedfirstly．Accordingtolinearmodel，magneticlevitationisunstableinessenceandit

6、needsthecontroller’sstablecontr01．Thetraditionalconrfollinearizesthesystempartiallyinthebalancepointnearbymostly，whenthedisturbanceistoobig，itwillmakethesystemdeviateabalancepointfaraway,resultinginthecontrollerdeterioratingquicklyandinfluencingthesystem’sstabilizationpossibly．Son

7、onlinearmodelisset叩inthispaper．ConsideringthedifficultyofgivingtheexactmathematicalmodelofMA401magneticlevitation，atwo-dimensionfuzzycontrolleraddingaintegrationelementtoavoidtheerrorisconstructedandtheresultshowsthemagneticlevitationhass仃ongrobustness．Takingaccountofanonlinearcha

8、racteristicofmagneticlevitationan