磁懸浮系統(tǒng)的H∞控制研究.pdf

1、磁懸浮是一種新興的機電一體化技術,可使物體無接觸地懸浮起來,進而降低機械損耗,在航空航天、機械制造、交通運輸等領域中具有重要的作用。目前,磁懸浮系統(tǒng)中的非線性、摩擦、耦合、不確定性等問題依然是一個控制難題。本文結合ECP Model730磁懸浮實驗系統(tǒng)對一類具有不確定性、耦合和摩擦的磁懸浮系統(tǒng)的H∞控制方法進行了研究。對于實際系統(tǒng)在控制中遇到的一些問題,進行了分析并給出解決方法。主要內容有:
　　 1在單磁盤和雙磁盤兩種配置下建

2、立了ECP Model730磁懸浮實驗系統(tǒng)的線性化模型,在建模過程中考慮了傳感器、執(zhí)行器和磁盤間相互作用力的非線性特性。
　　 2對單磁盤磁懸浮實驗系統(tǒng)進行了不確定性分析并將其歸結為標準混合靈敏度問題,在此基礎上設計了H∞控制器。針對該H∞控制器在單磁盤磁懸浮實驗系統(tǒng)控制過程中不能克服摩擦的問題,基于遺傳算法建立了單磁盤磁懸浮實驗系統(tǒng)的摩擦模型并對摩擦進行補償,在一定程度上克服了摩擦對系統(tǒng)的影響。進一步,考慮摩擦模型存在不確定性

3、,摩擦補償并不能完全消除摩擦對系統(tǒng)的影響。針對這一問題,將摩擦視為對象輸入端干擾并在靈敏度權函數中引入了對對象輸入端干擾的描述,設計了具有對象輸入端干擾抑制能力的H∞控制器。通過仿真考察了H∞控制系統(tǒng)的動態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)性能、抗干擾性能及其對四種參數攝動的魯棒性。最后,對單磁盤磁懸浮實驗系統(tǒng)進行了調試,實驗結果表明,磁盤具有良好的動態(tài)跟蹤性能和穩(wěn)態(tài)性能,驗證了所設計的H∞控制器的有效性。
　　 3對雙磁盤磁懸浮實驗系統(tǒng)進行了特性分析