一种用于磁悬浮列车的悬浮系统控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于磁悬浮列车的悬浮系统控制方法，具体包括以下步骤：基于磁悬浮列车的悬浮控制动力学模型构造二阶滑模面，并且引入与定位误差信号相关的、在线实时训练神经网络逼近的非线性有界函数，得到最终滑模变结构控制律模型，用于构建悬浮系统的磁悬浮控制器；磁悬浮控制器中输入设定的悬浮系统物理参数；磁悬浮控制器实时获取轨道和车体间的间隙数据后输出控制信号；悬浮系统的外围硬件接收控制信号后驱动悬浮电磁铁在有限时间内移动到目标位置。与现有技术相比，本发明专利技术能够实现对实际中不确定的工作模型参数进行任意逼近，提高控制器对多样环境的适应性，最终提高了悬浮系统控制的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于磁悬浮列车的悬浮系统控制方法
本专利技术涉及磁悬浮列车领域，尤其是涉及一种用于磁悬浮列车的悬浮系统控制方法。
技术介绍
磁悬浮列车是一种具有非接触式电磁悬浮，引导和驱动系统的现代运输方式。它依靠电磁吸引或电斥力将火车悬挂在空中，以实现火车与轨道之间没有机械接触，并由直线电动机驱动。磁悬浮列车由于其速度快，能耗低，乘坐舒适且噪音低而成为理想的交通工具。目前按照磁浮车辆采用的悬浮原理及方式的不同，磁悬浮列车一般划分为两大类，一类为电动悬浮(ElectrodynamicSuspension)，简称EDS型；一类为电磁悬浮型(ElectromagneticSuspension)，简称EMS型。EDS型磁浮系统利用电磁排斥力将车辆在轨道上方悬浮，而EMS型磁浮系统则利用位于轨道下方的电磁铁产生的吸引力将车辆抬起从而保证和轨道不接触。EDS型磁浮系统不需要施加控制即可稳定悬浮，而EMS型磁浮系统需要施加主动控制来保证系统稳定悬浮。目前商业化运行的，都是EMS型磁悬浮列车。对于EMS磁悬浮列车来说，悬浮系统是磁悬浮列车的关键和核心。但是，悬浮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于磁悬浮列车的悬浮系统控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：/nS1、基于磁悬浮列车的悬浮控制动力学模型构造二阶滑模面，并且引入与定位误差信号相关的、在线实时训练神经网络逼近的非线性有界函数，得到最终滑模变结构控制律模型，用于构建悬浮系统的磁悬浮控制器；/nS2、磁悬浮控制器中输入设定的悬浮系统物理参数；/nS3、磁悬浮控制器实时获取轨道和车体间的间隙数据后输出控制信号；/nS4、悬浮系统的外围硬件接收控制信号后驱动悬浮电磁铁在有限时间内移动到目标位置，并保持在该位置误差限制范围内。/n

【技术特征摘要】
20200320 CN 20201020058231.一种用于磁悬浮列车的悬浮系统控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、基于磁悬浮列车的悬浮控制动力学模型构造二阶滑模面，并且引入与定位误差信号相关的、在线实时训练神经网络逼近的非线性有界函数，得到最终滑模变结构控制律模型，用于构建悬浮系统的磁悬浮控制器；
S2、磁悬浮控制器中输入设定的悬浮系统物理参数；
S3、磁悬浮控制器实时获取轨道和车体间的间隙数据后输出控制信号；
S4、悬浮系统的外围硬件接收控制信号后驱动悬浮电磁铁在有限时间内移动到目标位置，并保持在该位置误差限制范围内。


2.根据权利要求1所述的一种用于磁悬浮列车的悬浮系统控制方法，其特征在于，所述的步骤S1中，最终滑模变结构控制律模型的表达式为：









其中，sgn(·)为符号函数，s是动态滑模面，e为系统误差，c1、c2、η、μ为控制增益参数，和分别为未知的非线性有界函数f(·)和g(·)的神经网络逼近，x为网络输入，j为第j个隐含层节点，W*,L*是f(·)和g(·)的理想网络权重，hf(x)和hg(x)为神经网络的Koski方程，r为理想跟踪指令；
根据最小参数学习法，f(·)和g(·)的自适应率定义为单参数和






其中，参数γ1,γ2,Ω1,Ω2∈R+。


3.根据权利要求1所述的一种用于磁悬浮列车的悬浮系统控制方法，其特征在于，所述步骤S1中最终滑模变结构控制律模型构建方法包括：
S11、建立仿射非线性数学模型；
S12、根据仿射非线性数学模型进行滑模控制器的滑膜控制律设计，得到滑模变结构控制律模型和两个非...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙友刚，徐俊起，陈琛，林国斌，荣立军，吉文，倪菲，高定刚，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31