基于三步法的磁悬浮球系统控制研究

针对磁悬浮球系统存在的非线性、不确定性和和外界干扰问题,为使系统输出在跟踪期望位置轨迹变化时具有良好的动态品质,设计了三步非线性控制器。该控制器由类稳态控制、可变参考前馈控制和误差反馈控制组成,按固定顺序分步骤推导完成。三步非线性控制器推导过程简单明确,所获得的控制律结构层次清晰,并且避免了高阶非线性带来的多次微分问题。仿真实验结果表明,三步非线性控制器的跟踪速度快,超调量小,跟踪效果好,不存在抖振现象。     

磁悬浮系统PI状态反馈控制器设计

首先对磁悬浮控制系统的数学模型进行分析,经过合理的线性化,建立了系统的状态空间模型,在此基础上进行了ＰＩ状态反馈控制器的设计,对控制器数字仿真的结果表明,ＰＩ状态反馈设计方法能够得到动态性能优良、稳态无差的控制器,并且悬浮位置输出可直接由参考输入端给定。     

基于滑模状态观测器的两自由度磁悬浮球控制

首先分析了磁悬浮球绕组磁力线扭曲特性,构建了含轴向和水平两自由度的磁悬浮球运动模型,采用模型转换,将系统中的匹配性和非匹配性干扰统一重构为匹配性干扰,建立新的系统状态空间方程;其次,针对悬浮气隙中气隙速度与加速度难以获取、干扰实时性观测困难的问题,提出了含干扰重构的气隙速度、加速度滑模观测器,并基于此观测器设计了滑模跟...     

基于DSP的磁悬浮球模糊PID数字控制器

给出了磁悬浮球系统的工作原理及其数学模型, 阐述了模糊PID控制器的设计方法, 设计了以DSP为核心的磁悬浮球模糊PID数字控制器并进行实验, 实现了钢球的稳定悬浮.结果表明, 该系统具有良好的控制效果.     

混合磁悬浮球系统磁场数值计算

利用有限元法对混合磁悬浮球系统中的磁场及磁力进行了数值计算,并利用检测系统对混合磁悬浮球间隙中的磁感应强度、磁场力、控制电流进行了测量.测量数据与计算结果基本相符.研究结果可为进一步改进磁悬浮系统设计和降低控制功耗提供参考.     

用观测器在位置系统闭环内实现状态反馈控制

针对位置控制系统的特点，提出了一种用状态观测器在位置系统闭环内实现状态反馈控制的方法，仅需位置传感器，而无需测速机和加速度计，即可实现全状态反馈控制。并应用MATLAB进行了仿真，仿真结果表明设计是有效的。     

基于GA的磁悬浮球系统的Anti-windup变结构PI控制

磁悬浮球系统是一个开环不稳定的强非线性系统,而且其控制输入-驱动电流必须在限定范围内变化。为了使输出的位移达到期望的位置,本文采用Anti-windup变结构PI控制器,结合遗传算法优化P、I、的值,来使小球达到最理想的位置输出。实验结果表明,与常规PI控制器比较,Anti-windup变结构PI控制可以更快速稳定的跟踪期望位置,振荡幅度明显减少。     

考虑事件并发下离散事件系统的状态反馈控制研究

离散事件系统的形式语言／自动机逻辑控制理论包括：监控和状态反馈控制两种形式。作者在文献「１」中讨论了考虑事件并发下离散事件系统的形式语言／自动机描述以及逻辑监拧问题。作者在本文讨论了考虑子过程间事件并发下离散事件系统的状态反馈控制问题。     

新混沌系统：Liu系统的线性状态反馈控制

研究了新型混沌系统——Liu系统的动力学行为和线性状态反馈控制问题．通过Routh—Hurwitz准则对系统的稳定性进行了分析，采用线性状态反馈方法在理论上证明了达到控制目标（平衡点的控制）时反馈系数的选取范围．数值仿真验证了采用该方法可以将混沌系统控制到失稳的平衡，并通过线性反馈控制将系统控制到了稳定的周期轨道．     

新混沌系统:Liu系统的线性状态反馈控制

研究了新型混沌系统——Liu系统的动力学行为和线性状态反馈控制问题.通过Routh-Hurwitz准则对系统的稳定性进行了分析,采用线性状态反馈方法在理论上证明了达到控制目标(平衡点的控制)时反馈系数的选取范围.数值仿真验证了采用该方法可以将混沌系统控制到失稳的平衡,并通过线性反馈控制将系统控制到了稳定的周期轨道.     

最优模糊反馈控制系统和模糊状态观察器

在文献「１」和「２」中，曾对模糊系统的优化方法作了讨论，但都是针地开环而言，直至目前，带有反馈控制的模糊系统其优化问题尚未深入研究。本文应用模糊关系方程求介方法提供一类模糊状态观察器的设计途径，并由作者在「２」中的提出的模糊动态规划方法，最科得到了最优模糊反馈的结构和算法，给出了如何借助系统输出的模糊信息，通过状态反馈实现最优控制的一种方法，结果可作为在模糊反馈系统中实现最优控制的一个数学模型，并     

磁悬浮位置跟踪控制器设计及其鲁棒分析

实现被控对象对目标位置的稳定快速跟踪是磁悬浮的关键技术之一。针对悬浮小球的单自由度控制问题,采用时域分析方法,完成了PD控制器的参数设计。在机械受力和电磁电路分析的基础上建立系统的动态数学模型,然后基于劳斯稳定判据测算比例微分参数的基本范围,最后根据给定的性能指标要求完成控制参数的整定。仿真分析表明,所得控制系统能在0.02 s内实现小球向上5 mm的位置跟踪,并且对内部控制电流的衰减和外部的不确定直接位置干扰具有较强的抵抗能力,所设计的系统具有良好的动态性能和鲁棒性。     

混合磁悬浮球系统变参数PID控制仿真

根据奇异摄动法,建立了混合磁悬浮系统非线性动态数学模型,并根据控制器参数的整定原则,提出了混合磁悬浮球的一种变参数PID控制方案．在MATLAB的Simulink环境下用S- Function编写参数变化规则模块,所进行的动态仿真结果表明,变参数PID控制器无论在上升时间、超调量,还是调节时间上都明显优于传统的PID控制器．     

磁悬浮平台电磁悬浮系统的模糊滑模控制

为实现开环不稳定且高度非线性的磁悬浮平台悬浮气隙的精确控制,采用模糊滑模控制方案,根据电磁悬浮系统的动态非线性数学模型,设计使系统状态在有限时间内到达稳定点的滑模面,通过等效控制和切换控制律实现对参数摄动和外部扰动的完全鲁棒性.根据滑模切换状态,利用模糊推理方法柔化切换控制.基于模糊滑模控制器的控制系统能够有效地削弱滑模控制抖振,并较好地抑制外部扰动,且对参数变化具有完全鲁棒性,实现磁悬浮平台的高刚度稳定悬浮.结果表明,所设计的控制系统对参数变化及周期性扰动具有很强的鲁棒性.     

基于干扰观测器PID控制的磁悬浮系统

磁悬浮列车的悬浮系统是典型的非线性迟滞系统，由于悬浮系统的平衡点不稳定，对悬浮系统的动态和静态特性要求都很高.针对磁悬浮系统的特点，采用基于干扰观测器的PID控制算法，在一个常规PID控制器的基础之上增加了干扰观测器，系统响应快，抗干扰性强，稳定性好，位移误差变化范围为±05?mm，得到了理想的控制效果.     

直线型一级倒立摆状态反馈控制设计及实现

针对单级倒立摆装置,设计了4种状态反馈制方案.通过仿真试验和实验证实所提出的状态反馈控制方案都是成功的.分析和对比结果表明:基于LQR的反推法和基于主导基点的设计方法都是有效的.     

基于稳定性的状态反馈控制系统容错控制策略

针对状态反馈控制系统传感器失效故障模型,提出了基于系统稳定性设计的控制器重构新方法。它是在容错控制器的设计过程中,在故障系统的各内环稳定性分析的基础上,对失稳的内环进行稳定性补偿所得到的线性状态反馈容错应制策略。     

磁悬浮系统的反推滑模控制

针对磁悬浮系统的非线性、开环不稳定性,将其模型在平衡点附近线性化,并根据得到的状态方程设计了对系统不确定性具有较强鲁棒性的反推滑模控制器,实现了对磁悬浮系统的闭环稳定控制。在Matlab Simulink仿真环境下建立系统的实时控制框图并通过RTW工具箱生成可执行代码,实现了钢球的悬浮与控制。实验结果表明,所设计的反推滑模控制器能实现钢球的稳定悬浮并具有良好的动态跟踪性能。     

基于伪微分算法的混合磁悬浮地球仪

为实现永磁电磁混合悬浮地球仪的稳定悬浮控制,采用伪微分反馈控制算法进行了力学和运动学分析,建立了系统数学模型,推导出控制对象及控制系统的传递函数,并对其稳态性能进行了理论分析.研究结果表明,伪微分反馈控制策略针对混合磁悬浮系统非线性和固有的不稳定性具有鲁棒性和控制精度高的特点.     

进给机构磁悬浮系统的解耦控制分析

进给机构的磁悬浮系统由于结构的特点在进给运动中存在着水平y方向及垂直z方向的磁力和位移耦合现象．为此,分析推导了该磁悬浮系统的动力学方程,建立了相应的磁悬浮控制系统的状态方程．理论分析计算及仿真结果表明：通过采用状态反馈结合输入变换,可以使原来包含着变量间耦合的复杂控制系统实现解耦控制,简化了磁悬浮系统的控制过程,有利于提高进给机构运动的平稳性和定位精度．