直線運(yùn)動(dòng)磁懸浮支承的滑模控制研究.pdf

1、磁懸浮由于無(wú)摩擦、無(wú)磨損、無(wú)需潤(rùn)滑、壽命長(zhǎng)、低功耗、無(wú)噪聲等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到重視,磁懸浮性能的好壞主要取決于控制系統(tǒng),控制器性能的好壞直接影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,目前大部分的控制系統(tǒng)都是線性控制系統(tǒng),最常見(jiàn)的就是PID控制器,已經(jīng)被用在很多場(chǎng)合。本文以磁懸浮飛車(chē)為研究對(duì)象,研究了滑模變結(jié)構(gòu)控制,它是一種非線性控制器,如果線性控制能夠很好的滿足系統(tǒng)要求,為什么要研究非線性控制?
　　本文針對(duì)該問(wèn)題對(duì)系統(tǒng)在PID及滑模控制下的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了

2、對(duì)比研究。本文首先對(duì)飛車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹,分析了飛車(chē)的支承原理,在此基礎(chǔ)上建立了飛車(chē)的數(shù)學(xué)模型,并基于狀態(tài)方程驗(yàn)證了系統(tǒng)的可控性與可觀性。其次,根據(jù)滑模控制的定義,提出了設(shè)計(jì)滑?？刂破饕⒁獾膬蓚€(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,切換函數(shù)與控制律的確定;另外,針對(duì)滑模控制中出現(xiàn)的抖振問(wèn)題,提出了趨近律的方法,抖振不僅影響控制的精度,增加能量消耗,而且這樣的高頻輸入很容易激發(fā)系統(tǒng)的未建模特性,從而破壞系統(tǒng)的性能。
　　本文針對(duì)磁選懸浮飛車(chē)設(shè)計(jì)了基

3、于指數(shù)趨近律的滑模控制器,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)。再次,根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,用matlab/simulink工具對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了仿真對(duì)比。結(jié)果表明,與傳統(tǒng)PID控制相比采用滑?？刂破髂軌颢@得更好的動(dòng)態(tài)性能,并且避免了PID控制中三個(gè)參數(shù)反復(fù)選取的問(wèn)題,然而滑?？刂频膬?yōu)越性在工況復(fù)雜的環(huán)境下體現(xiàn)的更加明顯。例如,當(dāng)受控系統(tǒng)的參數(shù)由于工作條件及元件的老化而發(fā)生變化,噪聲與干擾的存在等等時(shí),滑?？刂圃谶@種情況下表現(xiàn)出更強(qiáng)的魯棒性,文中用仿真