《双电磁铁悬浮系统的非线性解耦控制器设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双电磁铁悬浮系统的非线性解耦控制器设计（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、V o l . 3 2 , N o . 3A CT A A UT OMA T I C A S I N I C AMa y , 2 0 0 6De s i g n o f No n l i n e a r De c o u p l i n g C o n t r o l l e r f o r Do u b l e - e l e c t r o ma g n e t S u s p e n s i o n S y s t e m )L I U D e - S h e n g L I J i e Z H A N G K u n( C o l l e g e o f Me c h a t r o
2、n i c s E n g i n e e r i n g a n d A u t o m a t i o n ,N a t i o n a l U n i v e r s i t y o f D e f e n s e T e c h n o l o g y , C h a n g s h a 4 1 0 0 7 3 )( l i m a i l : d e s h e n g n u d t (0 1 6 3 . c o m )A b s t r a c t A i m i n g a t t h e c o u p l i n g c h a r a c t e r i s t i c
3、b e t w e e n t h e t w o g r o u p s o f e l e c t r o m a g n e t s e m b e d - d e d i n t h e mo d u l e o f t h e ma g l e v t r a i n , a n o n l i n e a r d e c o u p l i n g c o n t r o l l e r i s d e s i g n e d . T h e mo d u l e i s mo d e l e d a s a d o u b l e - e l e c t r o ma g n e
4、 t s y s t e m, a n d b a s e d o n s o me r e a s o n a b l e a s s u mp t i o n s i t s n o n li n e a r ma t h e ma t i c a l mo d e l , a MI MO c o u p l i n g s y s t e m, i s d e r i v e d . T o r e a l i z e t h e l i n e a r i z a t i o n a n d d e c o u p l i n g f r o m t h e i n p u t t o
5、 t h e o u t p u t , t h e mo d e l i s l i n e a r i z e d e x a c t l y b y me a n s o f f e e d b a c k l i n e a r i z a t i o n , a n d a n e q u i v a l e n t l i n e a r d e c o u p l i n g mo d e l i s o b t a i n e d . B a s e d o n t h e l i n e a r mo d e l , a n o n l i n e a r s u s p e
6、 n s i o n c o n t r o l l e r i s d e s i g n e d u s i n g s t a t e f e e d b a c k . S i mu l a t i o n s a n d e x p e r i m e n t s s h o w t h a t t h e c o n t r o l l e r c a n e ff e c t u a l l y s o l v e t h e c o u p l i n g p r o b l e m i n d o u b l e - e l e c t r o ma g n e t s u
7、s p e n s i o n s y s t e m.Ke y wo r d s D o u b l e - e l e c t r o ma g n e t , n o n l i n e a r , d e c o u p l i n g , s u s p e n s i o n c o n t r o l l e r , f e e d b a c k l i n e a r i z a t i o n1 I nt r oduc t i o n E l e c t r o m a g n e t i c s u s p e n s i o n ( E MS b o g i e s t
8、 r u c t u r e . T h e ma g n e t i c b o g i et y p e l o w s p e e d m a g l e v t r a i n u s u a ll y a d o p t s m o d u l a r m a g n e t i c c o mp o s e d o f t w o mo d u l e s w h i c h a r e c o n n e c t e d w i t h t w o s e t s劝.15o f r o l l - b e a ms a n d b r a c e t h e chass i s
9、t h r o u g hc h a s s i s d e s i g n c a nsa n db r a c et n ec n 韶S I St n r o u g lla i r s p r ing s .s a n r a c e e r e a li z e me c h a n i c al d e c o u p l i n g b e t w e e n t h eR e f e r e n c e 1 p r o v e d t h a t r e a s o n a b l e s t r u c t u r e t w o mo d u l e s b y r o ll
10、 - b e a ms . T h e r e f o r e , t h e s u s p e n s i o n c o n t r o l o f t h e m a g l e v t r a i n s y s t e m. T h e mo d u l e ma i n l y i n c l u d e sc a n b e s i m p l i fi e d a s a c o n t r o l p r o b l e m o f t h e m o d u l e s u s p e n s i o n a li n e a r mo t o r s t a t o r
11、 , f o u r s u s p e n s i o n e l e c t r o ma g n e t s a n d a b o x g i r d e r . T h e f o u r e l e c t r o ma g n e t s a r e d i v i d e dli n t o t wo r e g a r d e dg r o u p s a l o n g t h e f o r w a r d d i r e c t i o n o f t h e t r a i n . G e n e r a ll y e a c h g r o u p o f e l
12、e c t r o m a g n e t s i sa s a s i n g l e e l e c t r o ma g n e t , w h i c h i s i n d e p e n d e n t o f t h e c o n t r o l d e g r e e s o f fr e e d o m; t h u s t h e mo d u l e su s pe n s i o ns y s t e m u s u a ll y i s d e c o mp o s e d i n t o t w o i n d e p e n d e n tsing l e e
13、l e c t r o ma g n e t s u s p e n s i o n s y s t e ms t o d e s i g n c o n t r o l l e r s , r e s p e c t i v e l y .I n f a c t , t h e t w o g r o u p s o f e l e c t r o ma g n e t s e mb e d d e d i n a mo d u l e a r e c o n n e c t e d w i t h a r i g i d b o d y , a n d t h e i r m o t i
14、o n s t a t e s a r e c o u p l i n g . A t p r e s e n t t h e g e n e r al c o n t r o l m e t h o d c o n t r o l s t h e t w o g r o u p s o f e l e c t r o ma g n e t s s e p a r a t e l y u s i n g t w o i n d e p e n d e n t c o n t r o l l e r s ; a n d e a c h a c t s a c c o r d i n g t o
15、t h e r e s p e c t i v e c o n t r o l l e d o b j e c t ; t h e c o u p l i n g b e t w e e n t h e t w o g r o u p s o f e l e c t r o m a g n e t s i s r e g a r d e d a s d i s t u r b a n c e a n d s u p p r e s s e d勿 e n h a n c in g t h e r o b u s t n e s s o f t h e c o n t r o l le r 2 -
16、 7 1 .H o w e v e r , t h i s m e t h o d c a n n o t a c t i v e l y o v e r c o m e t h e c o u p l i n g q u e s t i o n , a n d t h e c o n t r o l p e r f o r ma n c e i s n o t d e s i r a b l e w h e n t h e s y s t e m i s a d j u s t i r g d u e t o t h e d i s t u r b a n c e .I n 福s p a p e r , t h e m o d u le is m o d e le d a s a d o u b l e - e l e c t r o m a g n e t ( D E M ) s u s p e n s i o n s y s t e m , a n d t h e m e t h o d t o s o l v e t h e c o
