基于單電磁鐵的懸浮系統自適應控制研究

摘 要：懸浮控制是磁懸浮列車中的一項關鍵技術，傳統的PID控制在懸浮控制中的應用很廣泛．但是，這種方法不能很好地實現控制器參數的在線調整。本文研究基于單電磁鐵的懸浮系統自適應控制方案，實現懸浮系統的穩定工作。根據電磁鐵的動力學方程和電磁線圈的電壓平衡方程，建立懸浮系統的數學模型。采用串級控制的方法，設計電流環控制器和位置環控制器，其中位置環控制器采用PD增益自適應調節的模型參考自適應控制方法。仿真結果表明，這種控制方法對有效地減少電流的滯后效應，實現控制器參數的自適應調整，具有一定的使用價值。

關鍵詞：磁懸浮系統；電流環；自適應控制

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A

1 引言

隨著我國磁懸浮技術的快速發展，研究人員對懸浮控制系統的研究也越來越深入，越來越多的控制算法不斷被引入到懸浮系統的控制當中。PID控制是最早發展起來的控制策略之一，由于其算法簡單、魯棒性好和可靠性高，一直被廣泛應用于工業過程控制，在實際的生產現場中，由于受到參數整定方法繁雜的困擾，常規的PID控制器參數往往整定不良、性能欠佳，對運行工況的適應性也很差。針對這些問題，對PID參數自整定方法的研究越來越熱門，相繼出現了基于繼電器反饋的極限環法，基于模式識別的方法、基于人工神經元的方法等。本文提出的一種基于PD增益自適應調節的模型參考自適應控制方法，并結合磁懸浮系統進行了理論分析和仿真實驗，結果表明該方法能夠使系統比較好地跟蹤參考模型的輸出，魯棒性好，具有一定的實用價值。

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