差动式磁悬浮平台的自适应无源控制

发布时间：2022-02-15 13:18

　　磁悬浮技术凭借其无摩擦、无磨损、无噪音、无需润滑等优点得到广泛应用。然而磁悬浮系统本身为高度非线性、强耦合的多输入多输出系统,其承载特性及运动精度都依赖于控制器的性能。因此,对控制器的深入研究具有特别重要的意义。本文以平台竖直方向的电磁支撑部分为研究对象,来进行控制器的设计,以确保悬浮系统的高精度和强鲁棒性。主要研究内容如下:首先,通过查阅国内外文献对磁悬浮系统结构及其工作原理有了深入了解,在此基础上应用拉格朗日方程建立磁悬浮平台的数学模型。其次,针对磁悬浮系统的高度非线性会降低系统精度及鲁棒性的问题,在欧拉-拉格朗日模型（EL）的基础上设计了无源控制器。仿真结果表明:在无源控制器控制下的磁悬浮系统鲁棒性、精度和动态性能均有所提高。但基于EL模型的无源控制器只能通过阻尼注入来改善系统性能,为此设计了基于端口受控的耗散哈密顿模型（PCHD）的无源控制器,与基于EL模型的无源控制相比,基于PCHD模型的无源控制可以通过新的能量存储函数及阻尼注入确定控制律,使磁悬浮系统获得了良好的性能。针对磁悬浮系统常受外界扰动影响的问题,对基于PCHD模型的无源控制器进行了改进,结合无源控制与自适应L

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景及意义
    1.2 磁悬浮平台的国内外现状和发展
    1.3 磁悬浮平台控制策略的现状及发展
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 磁悬浮平台数学模型的建立与分析
    2.1 磁悬浮平台的结构
    2.2 磁悬浮平台的原理
    2.3 磁悬浮平台的建模
        2.3.1 电磁力公式推导
        2.3.2 差动电磁铁的电磁力推导
        2.3.3 电磁绕组回路电压方程
        2.3.4 磁悬浮平台模型的建立
    2.4 本章小结
第3章 基于欧拉-拉格朗日模型(EL)的无源控制
    3.1 无源控制的基本理论
        3.1.1 系统的耗散性、无源性与稳定性
        3.1.2 欧拉-拉格朗日系统
    3.2 磁悬浮平台无源控制器的设计
        3.2.1 磁悬浮系统的欧拉-拉格朗日(EL)模型
        3.2.2 欧拉-拉格朗日系统的无源性
        3.2.3 欧拉-拉格朗日系统的无源控制器设计
    3.3 仿真结果与分析
    3.4 本章小结
第4章 基于端口受控哈密顿模型(PCHD)的无源控制
    4.1 磁悬浮系统哈密尔模型的建立
    4.2 基于PCHD模型的无源控制器设计
    4.3 自适应无源控制器的设计
        4.3.1 自适应扰动抑制技术原理
        4.3.2 自适应无源控制器的设计
    4.4 仿真结果及分析
    4.5 本章小结
第5章 磁悬浮平台的同步控制研究
    5.1 同步控制概述
    5.2 相邻交叉耦合控制结构设计
    5.3 相邻交叉耦合控制系统仿真分析
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]面向电子制造的高速精密宏微运动平台研究[J]. 黄特生,高健,周志强,张揽宇,陈小国.  组合机床与自动化加工技术. 2015(02)
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博士论文
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硕士论文
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[7]交流电动机的无源性控制与扰动抑制技术[D]. 王杨.青岛大学 2013
[8]基于模糊神经网络的磁悬浮导向系统滑模控制[D]. 孙博.沈阳工业大学 2013
[9]精密气浮定位平台直线伺服系统运动控制[D]. 顾凌嘉.上海交通大学 2013
[10]基于电磁—永磁混合悬浮控制系统的控制方法的研究[D]. 王璐璐.西安电子科技大学 2012



本文编号：3626699