车载磁悬浮DSP控制系统的研究

论文摘要

本文首先分析了单电磁悬浮系统的模型,系统的线性化模型表明磁悬浮系统的本质不稳定性,并通过控制器进行稳定控制。设计了气隙反馈和电流反馈的双环控制系统,通过仿真和实验详细分析了系统的稳态和动态响应。本文在单电磁铁磁悬浮系统研究的基础上,对一个小型的常导型磁悬浮试验线的车载悬浮控制系统进行工程化设计。设计的重点是车载悬浮控制系统和车载悬浮通讯系统。测试结果表明所设计的车载悬浮控制系统和车载通讯系统能够在较恶劣的工程环境下保证列车稳定悬浮,能够对列车进行可靠的运行控制和状态监控。为了提高悬浮系统的干扰抑制能力,本文最后从模型分析的角度探讨了两种优化的控制模型,在原有的单电磁铁模型基础上分别加入加速度信号反馈环节和速度信号反馈环节。通过仿真和实验结果研究两种优化的控制模型的扰动抑制能力。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 磁悬浮技术的发展及研究现状
• 1.1.1 磁悬浮技术的原理及发展
• 1.1.2 磁悬浮技术的应用
• 1.2 磁悬浮列车的研究现状
• 1.2.1 国内外磁悬浮列车的发展
• 1.2.2 磁悬浮列车的悬浮系统
• 1.2.3 悬浮控制技术的研究现状
• 1.3 本课题研究任务和内容
• 第2章 磁悬浮系统建模分析
• 2.1 单电磁铁悬浮系统线性化模型
• 2.1.1 单电磁悬浮系统非线性和线性化模型
• 2.1.2 单电磁悬浮系统控制器设计
• 2.2 单电磁悬浮系统模型仿真
• 2.2.1 单电磁悬浮系统参数选取
• 2.2.2 单电磁悬浮系统模型仿真分析
• 2.3 实验结果
• 2.4 本章小结
• 第3章 应用于磁浮试验线的车载通讯系统设计
• 3.1 车载控制系统结构
• 3.1.1 车载悬浮控制系统结构
• 3.1.2 车载悬浮通讯系统结构
• 3.2 车载通讯系统设计
• 3.2.1 软件设计
• 3.2.1.1 下位机与上位机的通讯软件设计
• 3.2.1.2 下位机间的通讯软件设计
• 3.2.2 现场抗干扰设计
• 3.3 实验结果
• 3.4 本章小结
• 第4章 悬浮控制系统的优化
• 4.1 带加速度反馈的控制模型
• 4.1.1 控制器参数设计
• 4.1.2 仿真结果
• 4.1.3 实验结果
• 4.2 带速度反馈的控制模型
• 4.2.1 控制器参数设计
• 4.2.2 仿真结果
• 4.2.3 实验结果
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论
• 附录
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢