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《南京理工大学》 2012年
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磁悬浮系统的H_∞控制研究

魏国平  
【摘要】:磁悬浮是一种新兴的机电一体化技术,可使物体无接触地悬浮起来,进而降低机械损耗,在航空航天、机械制造、交通运输等领域中具有重要的作用。目前,磁悬浮系统中的非线性、摩擦、耦合、不确定性等问题依然是一个控制难题。本文结合ECP Model730磁悬浮实验系统对一类具有不确定性、耦合和摩擦的磁悬浮系统的H∞控制方法进行了研究。对于实际系统在控制中遇到的一些问题,进行了分析并给出解决方法。主要内容有: 1在单磁盘和双磁盘两种配置下建立了ECP Model 730磁悬浮实验系统的线性化模型,在建模过程中考虑了传感器、执行器和磁盘间相互作用力的非线性特性。 2对单磁盘磁悬浮实验系统进行了不确定性分析并将其归结为标准混合灵敏度问题,在此基础上设计了H∞控制器。针对该H∞控制器在单磁盘磁悬浮实验系统控制过程中不能克服摩擦的问题,基于遗传算法建立了单磁盘磁悬浮实验系统的摩擦模型并对摩擦进行补偿,在一定程度上克服了摩擦对系统的影响。进一步,考虑摩擦模型存在不确定性,摩擦补偿并不能完全消除摩擦对系统的影响。针对这一问题,将摩擦视为对象输入端干扰并在灵敏度权函数中引入了对对象输入端干扰的描述,设计了具有对象输入端干扰抑制能力的H∞控制器。通过仿真考察了H∞控制系统的动态性能、稳态性能、抗干扰性能及其对四种参数摄动的鲁棒性。最后,对单磁盘磁悬浮实验系统进行了调试,实验结果表明,磁盘具有良好的动态跟踪性能和稳态性能,验证了所设计的H∞控制器的有效性。 3对双磁盘磁悬浮实验系统进行了特性分析,针对摩擦、耦合等问题,在摩擦补偿和耦合补偿的基础上设计了双磁盘磁悬浮实验系统的H∞控制器。通过仿真考察了H∞控制系统的动态性能、稳态性能、抗干扰性能及其对四种参数摄动的鲁棒性。最后,对双磁盘磁悬浮实验系统进行了调试,获得了较为理想的控制效果,验证了所设计的H∞控制器的有效性。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH-39

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 恒庆海,何雨奋,王广雄;控制系统的鲁棒性能设计与判据[J];哈尔滨工业大学学报;1996年01期
2 刘淑琴,陈大融,李德斌;模糊控制在混合磁悬浮系统中的应用[J];控制工程;2004年S2期
3 刘恒坤;郝阿明;常文森;;磁悬浮系统的非线性PID控制[J];控制工程;2007年06期
4 杨富文;具有参数不确定性和外干扰系统的鲁棒H_∞状态反馈控制[J];控制理论与应用;1993年06期
5 杨志勇,王广雄;病态对象的鲁棒性能设计[J];控制理论与应用;1998年04期
6 杨志勇,王广雄;MIMO系统混合灵敏度设计的问题[J];控制理论与应用;1999年02期
7 恒庆海,王毅,何雨奋,王广雄,贺家李;SISO系统的鲁棒性能设计[J];控制理论与应用;1999年02期
8 翁正新,王广雄,姚一新;鲁棒H_∞状态反馈控制[J];控制理论与应用;1994年04期
9 李连锋,王广雄;参数不确定系统的鲁棒灵敏度设计[J];控制与决策;2001年05期
10 王新生,王广雄,张华强;鲁棒极点约束的H_∞设计[J];控制与决策;2001年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 黄曼磊;H_∞控制理论在船舶电站中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 苏宁军;不确定时滞系统鲁棒H_∞控制及其在网络拥塞控制中的应用[D];浙江大学;2003年
2 范素香;基于H_∞控制理论的磁悬浮系统控制研究[D];中南大学;2004年
3 张金淼;H_∞控制理论在磁悬浮轴承系统中的应用研究[D];南京航空航天大学;2005年
4 王勤;基于神经网络的磁轴承系统辨识和控制研究[D];武汉理工大学;2007年
5 李书鹏;磁悬浮轴承系统的鲁棒H_∞控制研究[D];南京航空航天大学;2007年
6 徐培龙;磁悬浮系统定量反馈控制方法研究[D];南京理工大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高云霞;田沛;李沁;宿喜峰;;基于H_∞混合灵敏度的主汽温控制系统的研究[J];华北电力大学学报;2006年01期
2 ;Research on H_2 speed governor for diesel engine of marine power station[J];Journal of Marine Science and Application;2007年03期
3 黄曼磊;船舶电站同步发电机H_∞调压器的仿真研究[J];哈尔滨工程大学学报;2004年02期
4 马杰,姚郁,李书训,赵霞;采样控制系统混合灵敏度设计及应用[J];哈尔滨工业大学学报;2000年06期
5 王刚;陈伟;;高压变频器及相关技术在石化机泵中的应用前景[J];化工设备与管道;2011年06期
6 陈立军;薛宏;周正兴;刁建超;;采用辐射能信号的燃烧系统H_∞鲁棒控制[J];化工自动化及仪表;2010年10期
7 梁述海,安卫;运用H_∞理论设计摄动模型的控制器[J];海军工程学院学报;1998年04期
8 代冀阳,毛剑琴;基于遗传算法的直升机鲁棒飞行控制器设计[J];航空学报;2001年05期
9 王欣,史忠科;高阶Riccati方程加权阵选择方法及其在飞控中的应用[J];航空学报;2005年03期
10 张静;裴雪红;邢海峰;;磁悬浮改进RBF神经网络控制的仿真研究[J];哈尔滨理工大学学报;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王秀红;刘梦良;;平方可积扰动下线性系统二次鲁棒最优控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 赵林坤;樊绍胜;;基于闭环增益成形的风力发电转速鲁棒控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 夏昌;祁皑;;工程结构抗(减)震控制方法的欠缺及其革新[A];2009GHMT第7届两岸四地工程师(台北)论坛论文集[C];2009年
4 欧阳茹荃;朱继懋;;非线性系统镇定问题的研究进展与展望[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
5 孙静川;刘胜;陈胜仲;;H_∞最优控制理论研究现状[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
6 邓志红;刘胜;丁玲玲;孙静川;;H_∞控制理论用于船舶横摇减摇系统研究[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
7 李浚圣;刁芬;高立群;;线性切换系统基于多控制器的灵敏度[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
8 潘伟;杨劲松;;基于实数自适应遗传算法的μ综合问题[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
9 刘峰;王国胜;吕强;王珂珂;;基于极点配置的磁悬浮球系统设计[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
10 吴旭东;钟宜生;解学书;;鲁棒精确模型匹配控制系统能设计[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李奇南;钢板磁悬浮系统控制[D];浙江大学;2010年
2 胡庆;高层电梯垂直运动的鲁棒控制策略研究[D];沈阳工业大学;2010年
3 李奇;质子交换膜燃料电池系统建模及其控制方法研究[D];西南交通大学;2011年
4 张辉;永磁同步电机变频驱动鲁棒控制策略研究[D];中国矿业大学;2011年
5 王建炜;列车-隧道动力耦合系统数值模拟方法及应用[D];上海交通大学;2012年
6 孟杰;船舶电力系统的非线性鲁棒控制研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 蔡立华;基于陀螺的舰载光电经纬仪视轴稳定技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
8 李中健;大包线飞行控制系统鲁棒设计研究[D];西北工业大学;2000年
9 李佐成;开式循环鱼雷热动力装置结构参数摄动系统鲁棒H_∞控制[D];西北工业大学;2001年
10 余世明;预测控制算法及其应用研究[D];浙江大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李鹏;磁悬浮风力发电机转子系统的研究[D];山东科技大学;2010年
2 马宏男;高速水下航行体半实物实时仿真系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 马敏;船舶电力系统混沌控制的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 李红涛;智能预测控制算法在倒立摆中的应用研究[D];长沙理工大学;2010年
5 林凯;基于真空机器人的直驱电机控制方法的研究[D];沈阳理工大学;2010年
6 邱振兴;主动磁悬浮轴承的PID控制研究[D];北京交通大学;2010年
7 麻钰娟;考虑混合不确定性的柔性结构振动主动控制[D];西安电子科技大学;2011年
8 郑宇;物体磁悬浮三维空间运动电气控制系统若干问题研究[D];西安电子科技大学;2011年
9 蒋波;岸边集装箱起重机防摇的H∞控制及仿真研究[D];武汉理工大学;2011年
10 沈俊;基于改进粒子群算法与神经网络的磁轴承控制研究[D];武汉理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈钢,胡业发;磁力轴承高速磨削主轴结构设计[J];湖北工学院学报;1997年04期
2 恒庆海,何雨奋,王广雄;控制系统的鲁棒性能设计与判据[J];哈尔滨工业大学学报;1996年01期
3 恒庆海,何雨奋,王广雄;SISO系统的μ综合与混合灵敏度[J];哈尔滨工业大学学报;1996年05期
4 梁述海,安卫;运用H_∞理论设计摄动模型的控制器[J];海军工程学院学报;1998年04期
5 徐龙祥,周波;磁浮多电航空发动机的研究现状及关键技术[J];航空动力学报;2003年01期
6 谢振宇,徐龙祥,李迎,丘大谋,虞烈;控制参数对磁悬浮轴承转子系统动态特性的影响[J];航空动力学报;2004年02期
7 王曦,曾庆福;航空发动机结构参数和非结构参数不确定系统鲁棒H_∞输出反馈控制[J];航空动力学报;1999年03期
8 赵艾萍,凌卫青,谢友柏;支承飞轮的推力磁轴承设计[J];航空学报;2001年04期
9 王曦,曾庆福;频域不确定性系统加权混合灵敏度函数频域整形[J];航空学报;1999年04期
10 张兴国;林辉;;迭代学习控制理论进展与展望[J];测控技术;2006年11期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 蒋培刚;线性不确定时滞系统的鲁棒控制研究[D];浙江大学;2001年
2 曾学明;磁轴承电控系统研究[D];南京航空航天大学;2002年
3 吴博;基于定量反馈理论的飞行模拟器运动平台控制系统研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 付丽强;磁力轴承的鲁棒控制和神经网络控制[D];福州大学;2002年
2 陈振毅;不确定时滞系统鲁棒控制若干问题研究[D];浙江大学;2002年
3 张爱林;基于LF2407A DSP的主动磁轴承数字控制系统的研究[D];南京航空航天大学;2004年
4 范素香;基于H_∞控制理论的磁悬浮系统控制研究[D];中南大学;2004年
5 龙祥;基于神经网络的主动磁轴承控制研究[D];武汉理工大学;2005年
6 余同正;基于PC机的磁悬浮轴承实时控制系统的研究[D];南京航空航天大学;2005年
7 张金淼;H_∞控制理论在磁悬浮轴承系统中的应用研究[D];南京航空航天大学;2005年
8 叶建民;主动磁悬浮轴承集中控制器的研究[D];南京航空航天大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱益民;龚建伟;沙小红;;磁悬浮实验系统的设计与分析[J];南通大学学报(自然科学版);2005年04期
2 刘恒坤;施小红;常文森;;磁悬浮系统的双环自适应控制器设计与仿真[J];计算机仿真;2006年08期
3 徐渠;;磁悬浮系统的控制研究[J];科技创新导报;2008年36期
4 李俊华;;基于PC机的位移传感器的线性补偿[J];常熟理工学院学报;2009年08期
5 柳贵东,马国利,佘龙华;磁悬浮主动吸振器的研究[J];噪声与振动控制;2003年06期
6 宋文荣,张玲,于国飞,何惠阳;进给机构磁悬浮系统的解耦控制分析[J];哈尔滨工业大学学报;2005年03期
7 张宏;张翼;胡基士;;状态空间控制方法在磁悬浮系统应用的研究[J];中国测试技术;2006年05期
8 戴利明;齐斌;周海波;秦克利;;磁悬浮运动平台的PID控制[J];现代制造工程;2008年06期
9 杨霞;高燕;杨波;郭庆鼎;;基于状态空间控制方法的磁悬浮系统稳定性研究[J];组合机床与自动化加工技术;2008年05期
10 李俊华;;基于PC机的位移传感器的线性补偿[J];常州工学院学报;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王巍;杨立溪;;用于高精度陀螺仪表的智能化有源磁悬浮技术研究[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
2 张承慧;孙晓明;刘睿;刘志军;;基于LQR的磁悬浮系统的变结构控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 张爱林;汪希平;吴明贵;张钢;吴剑锋;成高;;磁悬浮平台系统的设计及调试[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
4 张慰成;;高速磁悬浮列车(摘要)[A];上海市老科学技术工作者协会一、二、三届学术年会论文选集[C];2006年
5 李练兵;杨鹏;王晓宏;杨国福;;单轴磁悬浮系统模糊控制研究[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
6 安峰岩;孙红灵;肖椽生;徐健;李晓东;;磁悬浮主动隔振系统的控制算法研究[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年
7 王洪坡;李杰;常文森;;磁悬浮系统抗轨道扰动算法[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
8 张育明;;轮轨系统与磁悬浮系统电磁影响的比较分析[A];中国铁道学会电气化委员会2006年学术会议论文集[C];2006年
9 祁建城;;磁悬浮技术在汽车工程中应用的分析与探讨[A];农业机械化与全面建设小康社会——中国农业机械学会成立40周年庆典暨2003年学术年会论文集[C];2003年
10 潘剑飞;曹广忠;林旅明;邱洪;;新型磁悬浮直线运动系统[A];全国第19届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 胥会云;中国磁悬浮:齐头并进是否恶性竞争?[N];第一财经日报;2006年
2 侯杨方;高速铁路和磁悬浮的错位[N];经济观察报;2006年
3 记者  罗晖;上海磁悬浮列车示范运营线将正式运营[N];科技日报;2006年
4 杨纯红;中国第一路:越走越快捷的金光大道[N];中华建筑报;2009年
5 记者 方方;上海磁浮线通过验收将运营[N];中国经济导报;2006年
6 ;不要对着磁盘大呼小叫[N];网络世界;2009年
7 陆娅楠;京沪高铁中国设计中国造[N];人民日报;2008年
8 编译 张磊;将数据迁移到磁盘的五个理由[N];中国计算机报;2009年
9 Carol Sliwa;新一代SAS加速光纤磁盘衰败[N];计算机世界;2010年
10 Henry Newman 苗建 编译;固态硬盘取代旋转磁盘,难![N];计算机世界;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李奇南;钢板磁悬浮系统控制[D];浙江大学;2010年
2 邓自刚;运动外磁场下高温超导YBCO块材的动态悬浮特性实验研究[D];西南交通大学;2009年
3 徐绍辉;电磁永磁混合悬浮系统悬浮控制研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
4 褚海英;飞轮电池及其混合磁悬浮控制系统的研究[D];北京交通大学;2009年
5 钟毅;磁悬浮嵌入式控制系统基础理论和关键技术研究[D];武汉理工大学;2007年
6 徐正国;电磁永磁混合悬浮磁悬浮模型车控制方案的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2005年
7 郑珺;平移对称式高温超导磁悬浮系统的动态特性[D];西南交通大学;2007年
8 荆华;不同温度下高温超导磁悬浮系统悬浮性能实验研究[D];西南交通大学;2009年
9 刘同娟;可控永磁悬浮系统不同永磁体厚度动态特性的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
10 张建生;磁悬浮支承系统中数控技术及功率放大器的应用研究[D];上海大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏国平;磁悬浮系统的H_∞控制研究[D];南京理工大学;2012年
2 郑显达;磁悬浮减震系统的研究[D];浙江工业大学;2010年
3 余玲;排斥式磁悬浮系统磁阵的设计与试验研究[D];西南大学;2011年
4 李松恩;磁悬浮系统的设计及实验研究[D];合肥工业大学;2010年
5 朱啸;新型磁悬浮系统控制方法研究[D];杭州电子科技大学;2009年
6 徐培龙;磁悬浮系统定量反馈控制方法研究[D];南京理工大学;2010年
7 刘凤丽;磁悬浮系统的神经网络控制[D];东北大学;2009年
8 付殿波;高刚度磁悬浮系统的鲁棒控制研究[D];沈阳工业大学;2012年
9 安明伟;机床用磁悬浮系统悬浮高度的鲁棒控制研究[D];沈阳工业大学;2010年
10 尹春雷;永磁、电磁混合磁悬浮系统的研究[D];山东科技大学;2003年
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