文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
磁浮列车悬浮控制器设计与仿真分析
姓名:苏华
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:赵春发
20090501
摘要车关键核心技术——磁悬浮控制技术方面,我国至今未取得突破性进展,尚需西南交通大学硕士研究生学位论文第近几年,我国在消化吸收德国高速磁浮技术的基础上,开展了高速磁浮技术国产化与创新研究,取得了不少有价值的研究成果。但是,在磁浮列深入开展相关基础理论研究。本文针对磁浮列车系统,开展了悬浮控制器设计与仿真分析,以期为我国高速磁浮列车技术开发提供理论和应用参考。论文介绍了磁浮列车悬浮控制基本原理及其系统结构特点,从动力学和电磁学角度对悬浮控制系统进行分析,建立了单电磁铁悬浮系统非线性数学模型。分别采用基于平衡点线性化和状态反馈线性化方法,对悬浮系统非线性模型进行线性化处理,建立了电压控制磁悬浮系统和电流控制磁悬浮系统线性化模型,比较了两种模型的优缺点,为磁悬浮控制器设计提供了基础模型。利用软件仿真分析了两种悬浮控制系统动态响应,分析表明基于反馈线性化模型设计的控制器具有更好的动态性能和抗干扰能力。由于磁悬浮系统具有强非线性和时变特点,状态反馈控制难以获得理想的动态性能和鲁棒性,结合模糊控制和刂频挠诺悖杓屏嘶诜蠢∠咝曰P偷哪:齈悬浮控制器,给出了模糊刂破鞯氖迪衷砗蜕杓撇问⑼ü捣抡与经典刂品椒ń卸员龋峁砻髂:齈悬浮控制器不但响应速度快、超调小,还具有稳态性能好、鲁棒性强等优点。为了考察基于单铁悬浮系统设计的控制器应用于磁浮车辆系统的动态特性,采用多体系统仿真软件⒏咚俅鸥〕盗净缦低扯ρP停计算了磁浮车辆机械系统和控制系统的动态响应,分析了状态反馈控制参数的动力学影响。关键词:电磁悬浮;反馈控制;模糊刂疲欢ρВ皇捣抡
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一指导老师签名:乏多私醐:研小逸者唧研别西南交通大学学位论文版权使用授权书槐C躣,使用本授权书。化卞炒本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位本学位论文属于C芸冢年解密后适用本授权书;朐谝陨戏娇蚰诖颉啊獭名作论位期学日论文。:..
学位论文作者签名:讶》西南交通大学学位论文创新性声明日期:纱刁..哆本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下:诖判∠低撤窍咝阅P突∩希直鸩捎没谄胶獾阆咝曰椒ê头馈线性化方法,建立电压控制和电流控制线性化模型;研究结果表明基于反馈线性化模型设计的控制器抗干扰能力强,鲁棒性好。杓屏嘶诜蠢∠咝曰P偷哪:齈悬浮控制器,给出了模糊控制器的实现原理和设计参数;仿真结果表明,基于反馈线性化模型的模糊控制器不但响应速度快、超调小,还具有稳态性能好、鲁棒性强等优点。捎枚嗵逑低撤抡嫒砑,建立高速磁浮车辆机电系统动力学模型,分析了状态反馈控制参数的动力学影响。
第绪论磁悬浮列车技术概述磁悬浮列车基本原理列车牵引的诸多弊谢¨。磁悬浮列车由于速度高咚俅鸥×谐邓俣饶壳凹捍锏西南交通大学硕士研究生学位论文磁悬浮列车是一种新型非接触地面有轨交通工具。它采用主动控制的电磁力悬浮和导向,利用直线电机推动前进,避免了机械接触,摆脱了传统轨道交通工具受轮轨黏着力的限制,克服了传统机车车辆必须通过轮轨机械接触实行每小时痟以上【、噪音小、能耗低、乘坐品质好、清洁环保等优点,被认为是具有良好的发展前景的地面交通工具之一。磁悬浮列车分为常导型和超导型两大类。常导型也称常导磁吸型,以德国高速常导磁浮列车为代表,它利用普通直流电磁铁电磁吸力将列车悬起,其悬浮气隙较小,一般为左右。常导型高速磁悬浮列车的速度可达痟,适合于城市间的长距离快速运输。超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型,以日本4恚贸即盘宀那看懦∮氩贾迷诘孛嫔的线圈相互作用,产生电动斥力将列车悬起,其悬浮气隙较大,一般为左右,最高试验运行速度高达常导电磁悬浮列车又可分低速和高速型。低速常导吸力型磁浮列车利用电磁铁的横向自复位特性,由托〉绱盘碧峁┬×偷枷蛄Γ桓咚俪导吸力型磁浮列车则安装有专门的导向电磁铁提供导向力;高速和低速常导磁浮列车都依靠直线电机提供纵向牵引,但低速磁浮列车采用直线感应电机,短定子固定