基于單電磁鐵的懸浮系統(tǒng)自適應(yīng)控制研究

摘 要：懸浮控制是磁懸浮列車中的一項關(guān)鍵技術(shù)，傳統(tǒng)的PID控制在懸浮控制中的應(yīng)用很廣泛．但是，這種方法不能很好地實現(xiàn)控制器參數(shù)的在線調(diào)整。本文研究基于單電磁鐵的懸浮系統(tǒng)自適應(yīng)控制方案，實現(xiàn)懸浮系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。根據(jù)電磁鐵的動力學(xué)方程和電磁線圈的電壓平衡方程，建立懸浮系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。采用串級控制的方法，設(shè)計電流環(huán)控制器和位置環(huán)控制器，其中位置環(huán)控制器采用PD增益自適應(yīng)調(diào)節(jié)的模型參考自適應(yīng)控制方法。仿真結(jié)果表明，這種控制方法對有效地減少電流的滯后效應(yīng)，實現(xiàn)控制器參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整，具有一定的使用價值。

關(guān)鍵詞：磁懸浮系統(tǒng)；電流環(huán)；自適應(yīng)控制

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 引言

隨著我國磁懸浮技術(shù)的快速發(fā)展，研究人員對懸浮控制系統(tǒng)的研究也越來越深入，越來越多的控制算法不斷被引入到懸浮系統(tǒng)的控制當(dāng)中。PID控制是最早發(fā)展起來的控制策略之一，由于其算法簡單、魯棒性好和可靠性高，一直被廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制，在實際的生產(chǎn)現(xiàn)場中，由于受到參數(shù)整定方法繁雜的困擾，常規(guī)的PID控制器參數(shù)往往整定不良、性能欠佳，對運(yùn)行工況的適應(yīng)性也很差。針對這些問題，對PID參數(shù)自整定方法的研究越來越熱門，相繼出現(xiàn)了基于繼電器反饋的極限環(huán)法，基于模式識別的方法、基于人工神經(jīng)元的方法等。本文提出的一種基于PD增益自適應(yīng)調(diào)節(jié)的模型參考自適應(yīng)控制方法，并結(jié)合磁懸浮系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析和仿真實驗，結(jié)果表明該方法能夠使系統(tǒng)比較好地跟蹤參考模型的輸出，魯棒性好，具有一定的實用價值。

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