基于MATLAB的磁懸浮控制系統(tǒng)研究.pdf

1、伴隨著現(xiàn)代社會工業(yè)生產與人類生活對運動載體高速化需求的不斷增長，磁懸浮技術漸漸成為了世界的研究熱點之一。本次課題針對GML磁懸浮實驗平臺并基于Matlab環(huán)境進行分析與設計，以下是本文所闡述的主要內容：磁懸浮控制系統(tǒng)搭建、系統(tǒng)建模以及控制器分析與設計。
　　 首先，在控制系統(tǒng)的搭建上，本文主要針對Matlab中RTW和xPC Target兩種實時控制工作方式分別搭建了磁懸浮實時控制系統(tǒng)和雙機模式的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。在RTW方式下，即

2、在單PC機工作模式下，基于Simulink控制開發(fā)環(huán)境，以PCI-1711數(shù)據(jù)采集卡作為系統(tǒng)I/O口，并且以磁懸浮系統(tǒng)作為被控對象搭建磁懸浮控制系統(tǒng)；在xPC Target方式中，基于RTW方式下所構建的系統(tǒng)，并以系統(tǒng)的PC機作為目標機，采用RS-232方式通訊方式構建雙機模式，然后在宿主機的Simulink環(huán)境下，以xPC Target工具箱作為主要開發(fā)平臺，應用S函數(shù)開發(fā)xPC Target環(huán)境下的PCI-1711板卡的驅動程序，實

3、現(xiàn)了xPC Target方式下的雙機模式的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。
　　 其次，在系統(tǒng)數(shù)學模型的建立上，以機理建模為主導思想，應用最優(yōu)化思想修正仿真模型參數(shù)。首先基于物理意義的分析與理解創(chuàng)建磁懸浮系統(tǒng)的物理結構模型，然后在Simulink環(huán)境下，依據(jù)傳感器標定數(shù)據(jù)以及初始參考數(shù)據(jù)，并基于S函數(shù)模塊建立初始數(shù)學模型，最終依據(jù)PID實時控制下的實驗數(shù)據(jù)和模型仿真數(shù)據(jù)的偏差值的IAE(偏差絕對值積分)最小的原則應用最優(yōu)化的思想進行尋優(yōu)處理，修正

4、系統(tǒng)模型參數(shù)。
　　 最后，在控制器的分析與設計上，本文以磁懸浮控制系統(tǒng)良好的穩(wěn)定性、跟蹤性能以及抗干擾性為主要設計目標。首先，構建PID磁懸浮控制系統(tǒng)并對系統(tǒng)設備懸浮體小球的可控范圍及懸浮特性進行了調試與分析；然后，依據(jù)可控范圍內的PID控制參數(shù)，應用S-function Builder構建自適應PID控制器，從而實現(xiàn)對于磁懸浮小球在可控范圍內的軌跡跟蹤；再則，依據(jù)磁懸浮PID控制調節(jié)經(jīng)驗，總結PID模糊規(guī)則表，并基于Fuzz