基于GPIO的磁懸浮系統的輸出反饋抗干擾控制

穆靜靜，蘭奇遜，李秋紅，李亞楠

(河南城建學院 數理學院，河南 平頂山 467036)

磁懸浮是通過電磁力作用于物體使其克服自身重力保持懸浮的一種新技術。由于磁懸浮技術不僅具有無接觸、功耗低、輸出大、污染少等優點，而且能有效地延長機械設備使用壽命，降低能量損耗，適用于真空、高溫等特殊環境。因此，磁懸浮技術得到了更廣泛地關注和應用，如磁懸浮列車、高速磁懸浮電機、磁懸浮軸承等。在磁懸浮系統結構中，最主要的環節是控制器，而控制器的效率主要受控制技術的影響。因此，近年來較多控制方法被應用到磁懸浮系統的抗干擾控制中[1]，建立了液浮陀螺儀浮子有源磁懸浮控制模型，并對各個結構參數進行了魯棒性分析研究,設計了滿足系統動態性能和魯棒穩定性要求的H∞控制器，提高了系統的抗干擾能力與動態性能[2]；考慮到磁懸浮系統質量和空氣間隙大范圍變化對系統的影響，設計了動態輸出反饋魯棒控制器，克服了非線性反饋線性化和滑模控制需要空氣間隙變化速度信息的缺點，降低了復雜性，提高了系統性能[3]；將RBF-ARX模型的LQR控制器技術應用于磁懸浮系統，設計了基于物理模型的LQR控制器，并運用仿真實驗驗證了所給控制算法的有效性[4]；提出了一種指數趨近滑模控制方法，使磁懸浮球系統在小偏差范圍內的給定位置上具有良好的跟蹤性能[5]；將PRL-SMC控制算法用于磁懸浮列車的控制系統，并提出改進型的DPRL-I-SMC控制算法，得到了較好的控制效果。……