高速磁浮車輛懸浮控制器設計及其動力學仿真.pdf

1、二十世紀末,高速磁浮交通的發(fā)展取得了令人矚目的成績,高速磁浮列車是當今多項高新技術的集成,正在走向?qū)嵱玫男滦徒煌üぞ?。磁浮列車的控制系統(tǒng)是涉及眾多學科和領域的綜合系統(tǒng)。影響磁浮列車系統(tǒng)性能的最關鍵部件是控制器的性能。控制器的性能基本決定了整個系統(tǒng)的最終性能,如:控制精度、剛度、魯棒性等。而影響控制器性能的除了自身的設計外還與調(diào)試過程密切相關。
　　 磁浮車輛的控制系統(tǒng)研究是實現(xiàn)磁浮車輛國產(chǎn)化的關鍵部分。具體包括控制系統(tǒng)的組成,控

2、制策略的選擇,控制量的測量等。并且要結(jié)合磁浮車輛的動力性能進行分析,這是常導電磁浮車輛系統(tǒng)中的核心問題之一。主要是通過改進磁浮控制系統(tǒng)來改進磁浮車輛的動力學性能。
　　 本文在深入了解國內(nèi)外相關技術的基礎上,以上海浦東磁浮線路車輛為實際范例,本文基于磁浮單鐵控制系統(tǒng)的模型,分析了單鐵懸浮系統(tǒng)的數(shù)學模型和控制模型,并且在此基礎上對雙電磁鐵懸浮系統(tǒng)設計進行了可行性分析,設計和分析了雙電磁鐵磁浮系統(tǒng),對磁浮系統(tǒng)的各個組成部分及其原理進

3、行了說明。建立了雙電磁鐵懸浮系統(tǒng)的數(shù)學模型,并對數(shù)學模型在平衡點附近進行了線性化,得到了系統(tǒng)的狀態(tài)方程和傳遞函數(shù)。在此基礎上,分析了系統(tǒng)的能控性和能觀性,對磁浮系統(tǒng)設計了基于但鐵控制模型的極點配置控制器。給出了控制器的設計思想、方法和設計步驟。設計了基于懸浮間隙反饋的兩種空者策略,分析了這兩種控制策略在實際系統(tǒng)上的可行性,在結(jié)合實際應用,提出把極點配置的控制方法應用于磁浮系統(tǒng),選擇參數(shù)自整定的方法,并給出極點配置控制器的實現(xiàn)和控制算法。