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磁浮列车悬浮系统的有限时间控制方法、装置及存储介质制造方法及图纸

技术编号:41673117 阅读:26 留言:0更新日期:2024-06-14 15:29
本发明专利技术涉及一种磁浮列车悬浮系统的有限时间控制方法、装置及存储介质。首先,建立磁浮列车悬浮系统的数学模型;其次,基于数学模型引入有限时间状态观测器对系统不可测状态量进行估计;然后,根据近似化模型判断系统的稳定性,分析动态方程中的扰动的变化情况并结合系统要求的收敛时间设计约束条件;最后,建立基于终端滑模控制的磁悬浮控制系统模型,采取满足约束条件控制律给出的悬浮控制器动态调节电磁铁的电流。与现有技术相比,本发明专利技术在磁浮列车的悬浮控制器中引入有限时间控制方法,使磁浮列车悬浮系统在外部扰动下可以在有限时间内实现快速收敛。从而有效降低了外部连续扰动的不利影响,改进了磁浮列车通过桥梁等特殊工况时的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及悬浮控制系统,尤其是涉及一种基于有限时间滑模控制的磁浮列车悬浮控制方法。


技术介绍

1、磁浮交通系统具备噪音低、爬坡能力强、转弯半径小、无污染、综合造价低、节能等诸多优良特征,已经逐渐成为世界轨道交通发展的前沿方向。

2、悬浮控制技术是磁浮列车的核心和关键技术之一,是实现磁浮列车正常运行的基础和前提。悬浮控制器通过控制电磁铁线圈内的电流,使得在一定悬浮间隙下,电磁悬浮力等于列车的重力,实现列车的稳定悬浮和精确控制。

3、由于磁浮列车的悬浮系统具有非线性和开环不稳定性,因此需要采用主动控制技术来实现稳定悬浮,通常采用的悬浮控制方法有pid控制、二次最优控制等线性控制方法,是通过调节悬浮间隙相关的三个状态量的加权系数,使得悬浮系统性能在某一系统参数条件下最优。但这种控制方法的缺点在于:每一组加权系数只能使得悬浮系统性能在某一系统参数条件下最优,而固定的加权系数无法对时变系统做出改变,并且线性控制器只有在工作点附近的控制性能良好,当系统远离工作点时,系统无法达到预期控制效果甚至失稳。磁浮列车悬浮系统是一个复杂的动态系统,当系本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种磁浮列车悬浮系统的有限时间控制方法,其特征在于,所述控制方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种磁浮列车悬浮系统的有限时间控制方法,其特征在于,所述的磁浮列车悬浮系统的动态模型根据悬浮系统的动力学方程、电磁学方程得到:

3.根据权利要求2所述的一种磁浮列车悬浮系统的有限时间控制方法,其特征在于,根据悬浮系统的动力学方程得到以电流作为控制输入的悬浮系统控制模型:

4.根据权利要求1所述的一种磁浮列车悬浮系统的有限时间控制方法,其特征在于,所述的有限时间状态观测器表示如下:

5.根据权利要求4所述的一种磁浮列车悬浮系统的有限时间...

【技术特征摘要】

1.一种磁浮列车悬浮系统的有限时间控制方法,其特征在于,所述控制方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种磁浮列车悬浮系统的有限时间控制方法,其特征在于,所述的磁浮列车悬浮系统的动态模型根据悬浮系统的动力学方程、电磁学方程得到:

3.根据权利要求2所述的一种磁浮列车悬浮系统的有限时间控制方法,其特征在于,根据悬浮系统的动力学方程得到以电流作为控制输入的悬浮系统控制模型:

4.根据权利要求1所述的一种磁浮列车悬浮系统的有限时间控制方法,其特征在于,所述的有限时间状态观测器表示如下:

5.根据权利要求4所述的一种磁浮列车悬浮系统的有限时间控制方法,其特征在于,设置有限时间状态观测器参数β1、β2、β3以及α以使磁浮系统完成有限时间稳定,同时第一收敛时间ts满足:

6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员:倪菲罗一凡徐俊起吉文荣立军林国斌杨洵戴亚文田程
申请(专利权)人:同济大学
类型:发明
国别省市:

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