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磁悬浮的数字控制及稳定性研究

李宁  
【摘要】: 磁悬浮技术是近年来发展起来的一项新兴技术,在航空航天、高速铁路、磁悬浮轴承、磁悬浮隔振等很多领域有着广阔的应用范围。单自由度磁悬浮系统是研究与开发多自由度磁悬浮系统的基础。本文以单自由度的磁悬浮球系统为模型,对磁悬浮球系统的稳定性做了深入研究,并给出了数字控制器的解决方案。 本文对磁悬浮球系统进行了建模,并利用MATLAB仿真工具对磁悬浮球的稳定性进行了研究,提出了磁悬浮球控制系统PID控制的解决方案,并深入探讨了PID各个环节对系统整体性能的影响,最后得出一种针对磁悬浮球系统的PID参数整定方法,实现了较为满意的仿真效果。 在仿真完成后,本文针对传统模拟控制器PID参数整定不方便的不足,设计了一套以DSP为核心元件的数控磁悬浮系统,并对数字控制器软硬件的设计方法进行了阐述。此外,本文还对数控磁悬浮系统进行了实践,实践结果表明,数字控制器调节方便,稳定性好,达到了设计的要求和仿真的预期。


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