基于DSP的磁悬浮控制系统的研究

【摘要】：磁浮列车作为一种新型交通工具,已经在实践中得到了应用。对于电磁吸引悬浮系统,由于其系统非线性和不稳定性,需要通过模拟控制器或数字控制器对其进行稳定控制。 本文建立了单电磁铁悬浮系统(SMLS)的非线性动态模型,并通过平衡点附近线性化和非线性反馈线性化两种方法,建立了对应的磁悬浮线性系统模型,得到了系统的状态方程和传递函数。在此基础上,分析了系统的能控性和能观性,设计了磁悬浮系统线性状态反馈控制器、模型参考自适应控制器和非线性反馈线性化控制器。分别给出各种控制器的设计思想、方法和设计步骤,并把几种控制器的控制性能进行了仿真,得出了各种控制器的性能特点,分析了各种控制器在实际系统上的可行性。对磁悬浮系统的理论分析后,根据SMLS对数字控制器的要求,设计了基于数字信号处理器TMS320F2812的数字控制器,其功能包括信号采集、信号处理以及运算结果输出等。实验结果证明通过该数字控制器能实现对SMLS的稳定悬浮控制。