磁浮列車懸浮系統(tǒng)的預測控制研究.pdf

1、隨著當今社會不斷發(fā)展，人們對交通快速性、安全性、舒適性、環(huán)保性等要求不斷提高，磁浮列車作為一種快速高效、節(jié)能環(huán)保的交通工具，將會在現(xiàn)在及未來擁有較大的發(fā)展空間。作為磁浮列車關鍵控制技術(shù)之一，懸浮控制是實現(xiàn)列車運行的基礎和前提。所以，如何提高懸浮控制系統(tǒng)的性能具有重要的研究意義，同時也成為了研究熱點。
　　目前，國內(nèi)外針對磁浮列車懸浮控制的算法有一定研究，但是關于模型預測控制方法的研究還比較少，特別是處理帶有約束的目標優(yōu)化控制。本文

2、以電磁懸浮(EMS)型磁浮列車為研究對象，進行列車懸浮系統(tǒng)的預測控制算法研究，其主要研究內(nèi)容如下:
　　第一，建立磁浮列車懸浮系統(tǒng)非線性模型，應用非線性控制系統(tǒng)理論對模型進行穩(wěn)定性分析;分別采用近似線性化鎮(zhèn)定和反饋線性化鎮(zhèn)定兩種方法對懸浮系統(tǒng)進行狀態(tài)反饋鎮(zhèn)定控制，并仿真比較和分析兩種方法的優(yōu)劣。
　　第二，在反饋線性化鎮(zhèn)定的基礎上，利用模型預測控制方法設計磁浮列車懸浮系統(tǒng)的無約束預測控制器。通過加入干擾變量模擬爬坡阻力、外部

3、壓力等不確定因素，提高懸浮控制系統(tǒng)的抗干擾能力。
　　第三，進一步提升控制性能目標，考慮列車運行安全性、平穩(wěn)性和乘坐舒適性，對懸浮間隙、變化速度和加速度的波動范圍進行約束限制，設計磁浮列車懸浮系統(tǒng)的約束預測控制器。針對控制實時性的要求，選用可行高效的原-對偶內(nèi)點法，設計基于原-對偶內(nèi)點法的約束優(yōu)化算法，并再分析原-對偶內(nèi)點法的潛在問題，進一步設計具有更高效率的基于預測校正原-對偶內(nèi)點法的約束優(yōu)化算法。
　　最后，通過MATL