基于DSP的磁懸浮系統(tǒng)魯棒控制.pdf

1、磁懸浮技術(shù)由于其具有無接觸磨損，無需潤(rùn)滑和對(duì)環(huán)境無污染等特性，被廣泛應(yīng)用于空間技術(shù)等高技術(shù)領(lǐng)域中。本文設(shè)計(jì)開發(fā)了一種磁懸浮系統(tǒng)，能夠使轉(zhuǎn)子軸穩(wěn)定懸浮，并達(dá)到很好的定位精度。
　　本文首先從機(jī)械和電控兩個(gè)方面分析了磁懸浮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、各部分的作用，并介紹了系統(tǒng)的控制原理。在電磁鐵電磁力公式的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了單自由度轉(zhuǎn)子的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而得出了磁懸浮系統(tǒng)徑向和軸向的數(shù)學(xué)模型，為后續(xù)的控制器設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
　　在電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，

2、本文涉及了硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。硬件設(shè)計(jì)首先介紹了硬件電路整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，然后詳細(xì)討論了硬件電路各個(gè)功能板的設(shè)計(jì)，并重點(diǎn)介紹了基于DSP2812設(shè)計(jì)的控制板電路。軟件設(shè)計(jì)則著重介紹了A/D，控制算法和D/A的程序設(shè)計(jì)思路和流程圖以及控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)。
　　由于模型的不確定性和外界干擾信號(hào)是磁懸浮系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可回避的問題，本文選擇了魯棒控制理論。首先結(jié)合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)思路，考慮魯棒穩(wěn)定性，干擾抑制和最小能量控制三方面的要求

3、，設(shè)計(jì)了魯棒動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器，并進(jìn)行了仿真。仿真表明：采用設(shè)計(jì)的魯棒動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器，磁懸浮系統(tǒng)基本消除了模型參數(shù)攝動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響，系統(tǒng)具有較好的魯棒穩(wěn)定性和性能。采用魯棒控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)化方法應(yīng)用于磁懸浮被控對(duì)象得到了滿意的結(jié)果。
　　最后，利用建立的磁懸浮軸承的數(shù)學(xué)模型，把磁懸浮軸承系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)歸結(jié)為混合靈敏度問題，針對(duì)磁懸浮軸承系統(tǒng)這一被控對(duì)象，分析了系統(tǒng)的不確定性，合理地選擇了加權(quán)函數(shù)，從而得到了廣義對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，利用MATL