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超导与常导混合磁悬浮系统的模糊控制器研究

廖长鑫  
【摘要】:磁悬浮列车作为一种新型地面交通工具,已经在实践中得到了成功的应用。但是传统的电磁吸力悬浮(EMS)系统,稳定悬浮时流过电磁绕组的电流较大,因此悬浮功耗不可忽视,绕组发热严重,限制了悬浮气隙的进一步增大。为解决这些问题,国内外开始研究混合悬浮系统。这些混合悬浮系统能够减少悬浮功耗,还可以在载重量不变的情况下适当增加悬浮气隙。但这类悬浮系统控制的难度和复杂性却相应的增加了。本文研究了超导与常导混合磁悬浮系统的模糊控制问题。 本文介绍了超导与常导混合磁悬浮系统实验平台,以该实验平台为对象进行研究。首先通过理论分析,建立了对象的状态空间模型和传递函数模型,并在分析其能控性的基础上设计了PID控制器并进行了仿真。然后应用模糊控制理论设计了三种模糊控制器,并分别进行了仿真分析。由于模糊控制可以融入人的经验和智慧,对控制性能的要求可以方便地通过规则的不同设计反应出来,减少了控制器对系统数学模型依赖性,并且由于模糊控制的本质非线性也使控制系统获得了更强的鲁棒性。接着通过仿真结果对各种控制方法的性能特点进行了比较。最后采用TMS320F2812设计了悬浮控制器的软硬件系统。初步试验表明,模糊控制器可以使混合磁悬浮系统稳定悬浮。


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