混合磁懸浮球是一種典型的機電一體化系統(tǒng),其中的控制器是磁懸浮控制系統(tǒng)至關重要的一環(huán)。因此,本論文以混合磁懸浮球系統(tǒng)的控制器為主,對混合磁懸浮球控制系統(tǒng)進行了研究。 在分析混合磁懸浮球系統(tǒng)構成及工作原理的基礎上,開發(fā)了一套單自由度混合磁懸浮球實驗裝置,并以此系統(tǒng)為研究對象,針對系統(tǒng)具有大氣隙和非線性特點,利用奇異攝動法導出了控制系統(tǒng)模型。 在分析PID控制器參數(shù)對控制系統(tǒng)性能影響的基礎上,提出了采用變參數(shù)PID控制器對混合磁懸浮球進行控制,并給出了控制器參數(shù)的整定原則。在MATLAB的SIMULINK環(huán)境下用S-function編寫變參數(shù)PID控制器的參數(shù)變化模塊和混合磁懸浮球的非線性模型,并進行了動態(tài)仿真。 由于混合磁懸浮球系統(tǒng)為非線性,而傳統(tǒng)PID控制器通常不能有效克服被控對象模型參數(shù)的大范圍變化及其非線性因素的影響,所以,本文首先設計了基本模糊控制器,并用MATLAB進行了仿真研究。為了改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能,之后又提出采用Fuzzy-PID雙模控制器,在大偏差范圍內采用模糊控制,小偏差范圍內采用傳統(tǒng)PID控制,并進行了混合磁懸浮球起浮特性的仿真,仿真結果表明這種控制策略有利于使磁懸浮...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的背景及意義
    1.2 磁懸浮技術的研究現(xiàn)狀
    1.3 磁懸浮系統(tǒng)控制方法的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
    1.4 論文的內容安排
第2章 混合磁懸浮球模擬控制系統(tǒng)
    2.1 單自由度混合磁懸浮球工作原理
    2.2 混合磁懸浮球模擬控制系統(tǒng)
        2.2.1 電磁鐵線圈結構
        2.2.2 光電位置傳感器
        2.2.3 模擬PID 控制器
        2.2.4 驅動電路
        2.2.5 模擬控制系統(tǒng)
    2.3 本章小結
第3章 基于奇異攝動法的混合磁懸浮球系統(tǒng)數(shù)學模型的建立
    3.1 磁懸浮系統(tǒng)中磁場力的幾種不同表達式
    3.2 基于奇異攝動法的理論數(shù)學模型描述
    3.3 本章小結
第4章 混合磁懸浮球變參數(shù)PID 控制器
    4.1 混合磁懸浮球控制系統(tǒng)結構
    4.2 PID 控制
        4.2.1 控制器的參數(shù)選擇
    4.3 變參數(shù)PID 控制
        4.3.1 變參數(shù)PID 控制器分析
    4.4 控制算法仿真
        4.4.1 S 函數(shù)簡介
        4.4.2 線性仿真
        4.4.3 非線性仿真
    4.5 本章小結
第5章 混合磁懸浮球系統(tǒng)模糊PID 控制
    5.1 模糊控制概述
        5.1.1 模糊控制的基本原理
        5.1.2 模糊控制器的設計
    5.2 混合磁懸浮球的基本模糊控制仿真
    5.3 混合磁懸浮球的模糊PID 控制器
        5.3.1 模糊PID 控制器的設計
        5.3.2 混合磁懸浮球的Fuzzy-PID 雙�？刂品抡�
        5.3.3 混合磁懸浮球的參數(shù)自調整Fuzzy-PID 控制
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3737628