單點(diǎn)懸浮控制是各式各樣的懸浮支承技術(shù)的基本控制單元,研究單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)的控制問(wèn)題對(duì)于提升常導(dǎo)吸力型磁浮列車懸浮系統(tǒng)性能和解決我校“虹軌”系統(tǒng)的導(dǎo)向問(wèn)題具有現(xiàn)實(shí)意義。單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)存在很強(qiáng)的非線性和模型不確定性,依賴受控制對(duì)象精確數(shù)學(xué)模型的控制算法在抑制系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)和外界干擾方面的能力有限,同時(shí)懸浮系統(tǒng)運(yùn)行工況復(fù)雜,固定參數(shù)的控制器在系統(tǒng)受到較大干擾時(shí)控制效果很不理想,甚至出現(xiàn)失穩(wěn)的情況。本文以單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)為研究對(duì)象,運(yùn)用自抗擾控制理論設(shè)計(jì)懸浮控制器,以達(dá)到較好的抗干擾性能和控制精度。本文首先以力學(xué)和電磁學(xué)為切入點(diǎn),對(duì)單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,并對(duì)線性化后的單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)進(jìn)行分析。其次,針對(duì)傳統(tǒng)PID控制算法在單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)中不具備較強(qiáng)的控制冗余性和抗干擾性問(wèn)題,利用自抗擾控制理論設(shè)計(jì)了一種基于自抗擾控制器的單點(diǎn)懸浮控制系統(tǒng),并給出自抗擾控制器的參數(shù)整定方法。再次,利用MATLAB仿真軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的自抗擾控制器從階躍響應(yīng)、跟隨響應(yīng)、控制冗余性和魯棒性方面進(jìn)行性能分析。最后搭建了一套基于TMS320F28335單點(diǎn)懸浮控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),為懸浮實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ),并分別對(duì)平臺(tái)的位置傳感器、數(shù)字控制... 

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 課題研究背景
        1.1.2 論文研究意義
    1.2 磁懸浮技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)內(nèi)外磁懸浮控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 自抗擾控制的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.3 磁懸浮系統(tǒng)斬波器的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究的主要內(nèi)容與章節(jié)安排
第二章 單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)的原理及其數(shù)學(xué)模型的建立
    2.1 單點(diǎn)磁懸浮系統(tǒng)簡(jiǎn)介
        2.1.1 單點(diǎn)磁懸浮系統(tǒng)的組成
        2.1.2 單點(diǎn)磁懸浮系統(tǒng)的工作原理
        2.1.3 單點(diǎn)磁懸浮系統(tǒng)的特性
    2.2 單點(diǎn)磁懸浮系統(tǒng)的建模
        2.2.1 單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程
        2.2.2 單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)的電磁力方程
        2.2.3 單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)電磁鐵的電路方程
        2.2.4 單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)的方程描述
    2.3 單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)的線性化
    2.4 本章小結(jié)
第三章 單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)的自抗擾控制器設(shè)計(jì)
    3.1 自抗擾控制的優(yōu)勢(shì)
        3.1.1 自抗擾控制的特點(diǎn)
        3.1.2 自抗擾控制的構(gòu)成
    3.2 單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)的自抗擾控制器設(shè)計(jì)
        3.2.1 跟蹤-微分器的設(shè)計(jì)
        3.2.2 擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)
        3.2.3 非線性控制律的設(shè)計(jì)
    3.3 自抗擾控制器參數(shù)的整定
    3.4 單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)的自抗擾控制仿真
        3.4.1 自抗擾控制的階躍響應(yīng)
        3.4.2 自抗擾控制的冗余性
        3.4.3 自抗擾控制的跟隨響應(yīng)
        3.4.4 魯棒性實(shí)驗(yàn)
        3.4.5 參數(shù)b對(duì)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 單點(diǎn)懸浮控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
    4.1 單點(diǎn)懸浮控制系統(tǒng)總體介紹
    4.2 單點(diǎn)懸浮系統(tǒng)的斬波器分析
    4.3 斬波器部分器件選型計(jì)算
        4.3.1 斬波器的MOSFET選型
        4.3.2 斬波器的電容選型
        4.3.3 斬波器的電阻選型
    4.4 斬波器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
    4.5 PWM波占空比分析
    4.6 位置傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.6.1 硅光電池的原理
        4.6.2 硅光電池的線性度
    4.7 控制器的硬件實(shí)現(xiàn)
        4.7.1 TMS320F28335簡(jiǎn)介
        4.7.2 DSP最小系統(tǒng)
    4.8 控制軟件的設(shè)計(jì)
    4.9 本章小結(jié)
第五章 單點(diǎn)懸浮實(shí)驗(yàn)
    5.1 自抗擾控制實(shí)驗(yàn)研究
    5.2 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[9]磁懸浮系統(tǒng)的自抗擾控制策略研究[D]. 鄭安榮.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2017
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本文編號(hào)：3657970