直线电梯磁悬浮导向系统的同步控制研究

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1、巧２巧＆开：分类号密级：ＵＤＣ１０１４２：单位代码：巧復Ｊｉ尖寒硕壬学位论文直线电梯磁悬浮导向系统的同步控制研究戀？１■、—．＾２０１２２７０＾＾学号：／廖秀义作者；电力电テＳ电■力传动学科名称：ｒ？２０１５年０５月２９日品＞独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写的研巧；成果，也不包含为获得沈阳工业大学或其他教育机构的学位或证书

2、所使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。节签名．：觀為义日期：７关于学位论文使用授权的说明本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权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，允许论文被查阅和借阅；本人授权沈阳工业大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）之签名：导师签名：５／沈阳工业大学硕士学位论文直线电

3、梯磁悬浮导向系统的同步控制研究ResearchonSynchronousControloftheLinearElevatorMaglevGuidingSystem作者：廖秀义单位：电气工程学院指导教师：胡庆副教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：于冬梅副教授单位：沈阳工业大学单位：论文答辩日期：2015年05月20日学位授予单位：沈阳工业大学摘要本课题是在辽宁省自然科学基金资助项目“直线电梯点磁悬浮导向系统鲁棒自由度控制策略的研究”（编号：2014020114）的支持下完成的。直线电梯在运行时，其磁悬浮导向系统的周围环境复杂且多变，它的负载会随时间而不断变化，并且会受

4、到未知的外部干扰。本文的研究对象是直线电梯磁悬浮导向系统，以直线电梯x轴向的四个单磁悬浮装置的同步控制控制方法作为本文研究工作的关键。首先，由于该系统在运行时需要面对诸多的问题，因此本文选用了“Eight-Maglev”拓扑型结构，并为该系统建立了数学模型，由于该系统模型具有非常强的非线性，这里对模型进行了精确线性化处理，通过对比电压控制模型和电流控制模型两种线性化后的模型，为了使设计的系统控制器更接近实际系统，选用了电压控制模型。其次，为了解决系统在鲁棒性以及稳定性等方面存在的问题，把分数阶微积分理论加入到本文中，从而将整数阶的PID控制器扩张到分数阶领域，与整数

5、阶PID控制器相比，λμ分数阶PID控制器增加了两个自由度，这将使得控制器获得更加灵活的设计方案，更加λμ优秀的控制性能，此外，分数阶PID的积分部分所具有的记忆功能，能够使现在和未来的控制结果被历史信息影响，可以使系统的控制精度得到改善。为了使系统得到更加优良λμ的鲁棒性和稳态精度以及更好的快速性，把分数阶PID和模糊控制理论融合起来，所得λμ到的模糊分数阶PID控制器不仅能够使得系统的稳态精度得到提高，更能够增强对外界干扰的抵抗力。再次，针对能影响多单磁悬浮装置同步控制系统同步误差的多种因素，提出了消除这些因素的控制策略；分析了主从控制、主令控制、交叉耦合控制、

6、相邻交叉耦合控制、偏差耦合控制等同步控制的控制结构的优缺点，提出了一种新的经过改进的偏差耦合控制结构；并对主从控制、主令控制、偏差耦合控制及改进型偏差耦合控制仿真，仿真结果表明，该结构能使系统的稳定性和同步性能都相比于其他控制结构有不同程度的提高。并且，为了使多单磁悬浮装置的同步性能更加优异，可以通过改变控制结构中的比例系数来达到。最后，针对磁悬浮导向系统的x轴向子系统应用所设计的控制器以及同步控制结构，使用Matlab仿真软件分别对其进行仿真，仿真结果显示本文设计的控制器以及同步控制结构不仅可以使系统的快速稳定性更好，鲁棒性更强，稳态精度以及同步性能也更加优秀。λ

7、μ关键词：磁悬浮导向系统，直线电梯，分数阶PID，模糊控制，同步控制，偏差耦合控制IAbstractThesubjectwasachievedwiththesupportoftheNatureandScienceFoundationsubjectofLiaoningprovince,whichis”StudyonrobustdegreefreedomcontrolaboutthemaglevguidingsystemoftheLinearElevator”(No.2014020114).Whenthelinearelevatorwasinoperating,th