电磁悬浮系统的改进线性自抗扰控制方法
文档名：电磁悬浮系统的改进线性自抗扰控制方法
摘要：单点电磁悬浮系统是常导电磁磁浮列车悬浮系统的关键控制单元.针对单点电磁悬浮系统因强干扰影响导致控制性能下降的问题,提出了一种改进型线性自抗扰控制(LADRC)方法.首先,基于电磁悬浮结构及原理建立了单点悬浮系统线性化模型,并对系统稳定性进行了分析.其次,基于自抗扰控制方法设计位置外环控制器以及基于PI调节器的电流内环控制器,对线性扩张状态观测器进行改进,设计两级级联的线性扩张状态观测器提高扰动估计精确度及速度,进而提高LADRC中扩张状态观测器对系统扰动的估计能力,并在频域上分析了改进型LADRC扰动估计性能和抑制能力的优越性.最后,搭建实验环境,对改进线性自抗扰控制方法的有效性进行验证.实验结果表明,所提的改进型LADRC不仅具有良好的位置跟踪性能,同时相比传统LADRC具有更强的抗扰动能力.
Abstract：Thesingle-pointelectromagneticlevitationsystemistheprimarycontrolunitoftheelectromag-neticsuspensionmaglevtrains.Aimingattheproblemofsystemcontrolperformancedegradationduetotheinfluenceofstrongdisturbancesinsingle-pointelectromagneticsuspensionsystems,animprovedline-aractivedisturbancerejectioncontrol(LADRC)methodwasproposed.Firstly,basedonthestructureandprincipleofelectromagneticlevitation,thelinearmodelofthesingle-pointlevitationsystemwases-tablishedandthestabilityofthesystemwasanalyzed.Secondly,thepositionouterloopcontrollerbasedonactivedisturbancerejectioncontrolmethodandthecurrentinnerloopcontrollerbasedonPIregulatorweredesigned.Afterthat,thelinearextendedstateobserverwasimproved,andatwo-stagecascadedlinearextendedstateobserverwasdesignedtoimprovetheaccuracyandspeedofdisturbanceestimation,soastoimprovethedisturbanceestimationabilityoftheextendedstateobserverinthesystem.Thead-vantagesoftheimprovedLADRCindisturbanceestimationperformanceandinhibitionabilitywereana-lyzedinthefrequencydomain.Finally,anexperimentalenvironmentwasconstructedtotesteffectivenessoftheimprovedlinearactivedisturbancerejectioncontrolmethod.TheexperimentalresultsindicatethattheproposedimprovedLADRCnotonlyhasgoodpositiontrackingperformance,butalsohasstrongeran-ti-interferencecapabilitycomparedwiththeconventionalLADRC.
作者：杨杰杨星高涛胡海林Author：YANGJieYANGXingGAOTaoHUHailin
作者单位：江西理工大学电气工程与自动化学院,江西赣州341000;江西理工大学永磁磁浮技术与轨道交通研究院,江西赣州341000;江西省磁悬浮技术重点实验室,江西赣州341000
刊名：电机与控制学报
Journal：ElectricMachinesandControl
年，卷(期)：2024, 28(1)
分类号：TM930.2
关键词：单点电磁悬浮系统线性自抗扰控制级联扩张状态观测器观测精确度频域分析抗扰性能
Keywords：single-pointelectromagneticlevitationsystemlinearactivedisturbancerejectioncontrolcascadedextendedstateobserverobservationprecisionfrequencydomainanalysisdisturbancerejec-tionperformance
机标分类号：TP273TM351TM464
在线出版日期：2024年3月5日
基金项目：国家自然科学基金，江西省研究生创新专项电磁悬浮系统的改进线性自抗扰控制方法[
期刊论文]电机与控制学报--2024, 28(1)杨杰杨星高涛胡海林单点电磁悬浮系统是常导电磁磁浮列车悬浮系统的关键控制单元.针对单点电磁悬浮系统因强干扰影响导致控制性能下降的问题,提出了一种改进型线性自抗扰控制(LADRC)方法.首先,基于电磁悬浮结构及原理建立了单点悬浮系统线...参考文献和引证文献
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