基于模糊PID的磁懸浮控制系統(tǒng)研究.pdf

1、磁懸浮系統(tǒng)是學(xué)習(xí)和研究控制理論的重要平臺之一。對磁懸浮系統(tǒng)的研究可以歸結(jié)為對非線性系統(tǒng)和不穩(wěn)定系統(tǒng)的研究，這類復(fù)雜控制對象難以用數(shù)學(xué)公式進(jìn)行精確描述，采用經(jīng)典控制方法也難取得好的控制效果。因此，對于磁懸浮系統(tǒng)，獲取不依賴于數(shù)學(xué)模型的控制方法具有十分重要的意義。 本文基于德國Amira公司設(shè)計(jì)的MA401型磁懸浮實(shí)驗(yàn)設(shè)備，首先介紹單自由度磁懸浮系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理，詳細(xì)分析了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型，在線性化基礎(chǔ)上對系統(tǒng)進(jìn)行定性分析，指出磁

2、懸浮系統(tǒng)為本質(zhì)不穩(wěn)定對象，并應(yīng)用奇異攝動(dòng)法建立了磁懸浮系統(tǒng)的非線性數(shù)學(xué)模型。 其次，針對磁懸浮系統(tǒng)難以建立精確數(shù)學(xué)模型的特性，構(gòu)造了一個(gè)二維模糊控制器，加入積分環(huán)節(jié)消除誤差，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)具有很強(qiáng)的魯棒性。 最后，在MATLAB環(huán)境下利用S-函數(shù)建立磁懸浮的非線性動(dòng)態(tài)模型。針對系統(tǒng)的開環(huán)不穩(wěn)定和強(qiáng)烈非線性的特性，在基本模糊控制和常規(guī)PID控制的基礎(chǔ)上提出模糊自適應(yīng)PID（FAPID）控制策略，雖然改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，