单电磁铁悬浮系统的积分滑模控制研究

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1、＿＿麵学位论受胃ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ论文题目；单电磁铁悬浮系统的巧分谓模挖制班宝：斷位类勇単学科专业：电气巧香—Ｋ＝ｋ；；ｉｔ＾国内图书分类号：ＴＰ２７３密级：公开国际图书分类号：６２１．３西南交通大学研巧生学位论文单电磁铁悬浮系统的巧分滑模控制研究年级２０１２姓名罗海成申请学位级别工学硕±专业电气工程指导老师蒋启龙教授二零一五年六月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ；ＴＰ２７３Ｕ：．Ｄ

2、．Ｃ６２１．３ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＩｎｔｅｒａｌＳｌｉｄｉｎＭｏｄｅＣｏｎｔｒｏｌｇｇｏｆｔｈｅＳｉｎｇｌｅＭａｇｎｅｔｉｃＬｅｖｉｔａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｕｏＨａｉｃｈｅｎｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｇｐｐＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎ

3、ｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＪｉａｎｇＱｉｌｏｎｇＪｕｎ．２０１５西南交通大学学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版。，允许论文被查閒和借阔本人授权西南交通大学可Ｗ将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印。、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于．俱密□１，在年解密后适用本授权书；２．不保密用本授权书。＂＂（请在Ｗ上

4、方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导老师签名；曰期：鄉７同如日期；〇？〇－７巧Ｓ巧千气西南交通大学硕±学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作如下；对单电磁铁悬浮系统进行了深入研究，建立了系统基于平衡点线性化和基于反馈线性化的数学模型，比较了两种线性化处理方法的优缺点。针对反馈线性化在外界质量扰动时会出现稳态误差的问题，设计了系统的质量扰动观测器。推导了单电磁铁悬浮系统基于反馈线性化的改进型积分滑模控制律，利用ＭＡＴＬＡＢ的ＳＭＵＬＩＮＫ工具箱对其进行了

5、仿真，验证了该控制算法能改善系统的动静态性能。设计了系统的硬件电路，包括功率放大电路及控制器外围电路。编写了控制系统的算法程序。最后在ＣＣＳ３．３编译环境进行了系统改进型积分滑模的数字控制实验，验证了算法的有效性。本文主要贡献如下；一１．引入了种抗积分饱和画数，该函数在系统误差较小时，对误差非线性放大，在系统误差较大时，限制误差大小。有效地抑制了由于系统初始误差大导致的控制器饱和，避免了系统产生积分Ｗｉｎｄｕｐ效应。一２．引入了种变指数趋近律，解决了传统指数趋近律切换带为带状，系

6、统在切换带中向原点运动时一，最终无法到达原点的问题。同时为进步减小系统到达时间，引＿入了项自适应调节趋近速率，提高了趋近滑动模态的速率。３．实现了单电磁铁（质量为５．５ｋｇ）的稳定悬浮，稳态悬浮精度为化１ｍｍ左右，阶跃响应调节时间小于化２ｓ，超调小于５％，验证了本文所引入算法的有效性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研巧工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研巧成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均

7、己在文中作了明确说明。本人完全了解连反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名；今陽玄巧７為手西南交通大学硕±研究生学位论文第Ｉ巧摘要一种新型的城市轨道交通工具磁悬浮列车作为，具有运行速度快、对环境污染小、爬坡能力强、可靠舒适度高、转弯半径小等优点，其发展及应用前景广阔。由于磁浮列车采用的是模块化结构，从而降低了系统中各悬浮控制点之间的机械賴合强度。这样对多点悬浮控制系统的研巧就可Ｗ转化为对单个悬浮控制点的研究，而每个悬浮控制点又可视为单磁铁悬浮

8、系统。论文实验室悬浮小车的单电磁铁悬浮系统为研究对象，主要从悬浮控制算法的角度对系统进行研巧。首先介绍了单电磁铁悬浮系统的特点、课题研巧的背景、意义及磁悬浮控制技术的发展状况。其次，建立了单电磁铁悬浮系统的数学模型，分析了系统模型非线性、参数不确定的特点一。讨论了基于平衡点附近线性化的传统控制策略的局限性，针对这问题，论文研巧了基于反馈线性化的单电磁铁悬浮控制方法。一再次，本文运用单电