文档介绍：电气传动《自动化技术与应用年第卷第期

磁悬浮垂直位置控制的设计与仿真
于浩洋
黑龙江工程学院电子工程系,黑龙江哈尔滨
摘要:分析了磁悬浮控制系统的数学模型。针对磁悬浮垂直位置控制的特性,提出含有积分环节的模糊控制方法。该控制方法是将
常规模糊控制方法与积分环节相结合,将控制过程分成两个部分,在大偏差时采用常规的模糊控制,提高系统的响应速度,小偏
差时再将积分环节引入模糊控制器的输入端,使模糊控制器继续发挥应有的作用,以最大限度地减小控制系统的稳态误差,从
而提高控制系统的控制精度,同时给出了在/下,应用此方法对磁悬浮的垂直位置控制系统进行建模和
仿真的方法,仿真结果显示含有积分环节的模糊控制在保持模糊控制本身具有的控制优势外,其控制精度较常规的模糊控制有
了很大的提高。
关键词:积分环;磁悬浮;位置;模糊控制;稳态误差;阈值
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:———
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引言技术的发展,模糊控制由于能够克服非线性因素的影响,
磁悬浮系统本质上是一个高度非线性、不稳定的系
而且不依赖于被控对象精确的数学模型,对调节对象的
统,目前虽然对其控制的方法有多种⋯,但大多数都比较
参数变化具有较强的鲁棒性,而且在响应速度上有着较
复杂,成本也高【引。由于磁悬浮系统通常被应用于高速、
大的优势,因此在工程实际中得以广泛应用。然而,由于
高精度定位且开环不稳定的情况下,因此对其线圈绕组
其存在着稳态误差,因此在控制精度上往往不能达到预
的电流响应速度与精度就提出了很高的要求;同时定的效果【】【引,本文提出含有积分环节的模糊控制并应用
对其位置的控制精度也有着非常高的要求【。随着控制于磁悬浮的位置控制,在/环境下
给出了设计和仿真的全过程以及最终的仿真结果。
收稿日期:——
《自动化技术与应用》年第卷第期电气传动

磁悬浮控制系统的模型式鲁
磁悬浮系统组成如图所示。
庀警:一一一一丢【
电磁电流控制
将式进行拉式变换得

. .
即——戒
‘
电磁电压控制
因为:

图磁悬浮系统组成原理图式中,,为电磁线圈电阻,

. 过程模型
:。二
.用线圈电流,和气隙表示的吸引力表达】
×
磁路的磁阻由下列关系表示: .
: 又因为

,譬:
由磁导率.,一。。及电磁感应公式得
一堕:一

:

所以式可写为
因为上
/。
。
磁力线和表面积垂线间的夹角上式的拉普拉斯变换为
七
得等. 再根据式,经过拉式变换后的电磁电压控制可
式中: :电磁感应强度;
表示为
电磁铁表面积;
.
一’· 。· 。。;。。。。。一
:空气磁导率× ; 一

Ⅳ.电磁线圈的匝数。—
—
‘一,一, ,
.过程传递函。】
因为电磁可由电流或电压控制,所以可写出位移电流放大器控制系统
、电流及和放大器输出电压之间的传递函数
表达式。