平面型磁浮运动平台的悬浮控制研究

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1、中图分类号!H：3窆UDC621硕士学位论文学校代码!Q5三三密级公珏平面型磁浮运动平台的悬浮控制研究Thecontrolofplanarmagneticlevitationplatform作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：陈启会机械工程机械设计及理论机电工程学院李群明副教授论文答辩日期塑!：!：!呈答辩委员会主席中南大学2013年5月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或

2、其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：酶=应金日期：立=L年』月上日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：盟廛玺导师，，止孓，，4锐卜二擗务箩硕士学位论文摘要平面型磁浮

3、运动平台的悬浮控制研究摘要：微电子加工等超精密制造领域正朝着极小型、极精密型方向发展，要求一种超洁净的高速精密定位平台。磁浮平台综合运用了电磁悬浮技术与直线驱动技术，具有零摩擦、零传动环节等显著特点。本文以磁悬浮系统为研究对象，设计一种平面型磁浮运动平台及电磁铁参数，主要进行系统的悬浮控制研究。具体的研究内容如下：1．对磁浮平台进行电磁场与温度场特性分析。通过研究磁力线走向与电磁力特性关系，确定电磁铁的磁极布局方式，找到了平台控制中的薄弱环节；热分析结果表明电磁铁参数设计合理。2．对磁悬浮系统进行分散控制研究。通过电磁力的优化设计，建立了系统等效单自由度模型

4、，在研究刚度、阻尼与PID控制参数关系的基础上，得到了系统的动态控制参数，并进行仿真分析，最后设计了改进PID控制器。3．针对磁悬浮系统的耦合特性，分别进行状态反馈解耦控制与坐标变换解耦控制研究。前者，根据约束条件将其中一个平动自由度设计为随动控制器，其余三个平动自由度设计为反馈解耦控制器：后者，通过推导一个动态的坐标变换矩阵对系统进行动态解耦，仿真结果表明后者系统的整体性能更好。4．控制系统软硬件平台的搭建及实验研究。设计功率放大器与软件控制流程，单自由度悬浮实验结果表明，改进PID控制下系统的鲁棒性更强，验证了控制系统的有效性。图56幅，表7个，参考文献

5、93篇。关键词：平面型；磁浮平台；电磁场；等效单自由度；解耦控制分类号：TH．39II硕士学位论文ABSTRACTThecontrolofplanarmagneticlevitationplatformAbstract：Ultra．precisionmanufacturingfieldsuchasmicroelectronicsprocessingisdevelopinginaverysmall，veryprecisedirection，requiringasuper-clean，high—speedprecisionpositioningplatform．

6、Magneticlevitationplatformintegratedthetechnologyofelectromagneticlevitationandlineardrive，withzerofriction，zerotransmissionlinksandothernotablefeatures。Basedonthemagneticlevitationsystemasaresearchobject，aplanarmagneticlevitationplatformandelectromagnetparametersaredesignedandthes

7、uspensioncontrolofthesystemisstudiedinthispaper．Specificcontentsareasfollows：(1)Theelectromagneticandtemperaturecharacteristicsoftheplatformareanslyzed．Thelinesandcharacteristicsofmagneticforceprovidedguidanceforthemagnetpolelayoutandfoundtheweaknesspointofcontrolsystem．Electromagn

8、etheatingsituationisanalyz