磁浮列車懸浮系統(tǒng)的Hopf分岔及滑?？刂蒲芯?pdf

1、車軌振動(dòng)問題影響工程造價(jià)和車輛運(yùn)行的舒適度,對(duì)車軌耦合振動(dòng)進(jìn)行深入研究是當(dāng)前懸浮控制領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn).懸浮控制是磁懸浮列車的核心和關(guān)鍵技術(shù).選取合適的控制算法,對(duì)懸浮控制起著至關(guān)重要的作用.
　　 本文對(duì)磁浮列車控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)行為和控制理論兩大方面的研究:動(dòng)力學(xué)行為研究主要是通過分析時(shí)滯狀態(tài)反饋控制的磁懸浮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和Hopf分岔,從理論上找出車軌振動(dòng)的原因,為以后抑制車軌耦合振動(dòng)提供參考;控制理論研究主要是采用

2、滑?？刂扑惴ù_定狀態(tài)反饋控制輸入,使磁浮列車懸浮系統(tǒng)快速穩(wěn)定.
　　 第三章以時(shí)滯作為分岔參數(shù)討論了時(shí)滯狀態(tài)反饋控制的磁浮列車懸浮系統(tǒng)模型的動(dòng)力學(xué)行為.前兩節(jié)運(yùn)用中心流形和正規(guī)型理論的方法,分別研究了時(shí)滯狀態(tài)反饋控制的剛性軌道磁懸浮系統(tǒng)和彈性軌道磁懸浮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和Hopf分岔,計(jì)算出正規(guī)型方程并判斷分岔的方向和極限環(huán)的穩(wěn)定性.中心流形的方法雖然經(jīng)典但是計(jì)算繁瑣,與之相比,攝動(dòng)法快速簡(jiǎn)便.在第四節(jié)中采用了Pseudo-Oscil

3、lator分析的攝動(dòng)方法來計(jì)算Hopf分岔引起的周期解的振幅近似表達(dá)式,并用數(shù)值仿真驗(yàn)證了其有效性.
　　 時(shí)滯是不可避免的,在時(shí)滯狀態(tài)反饋控制的磁浮列車系統(tǒng)中,如何選取適當(dāng)?shù)目刂茀?shù)也十分重要.在第四章討論時(shí)滯和速度反饋控制增益的變化關(guān)系對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響.并在時(shí)滯固定的情況下,以系統(tǒng)反饋控制參數(shù)作為分岔參數(shù),采用多尺度的方法分析磁浮列車模型的Hopf分岔性質(zhì)和計(jì)算周期解的近似表達(dá)式,得出速度反饋控制參數(shù)取值在一定范圍內(nèi)時(shí)滯反

4、饋控制的磁懸浮系統(tǒng)保持穩(wěn)定,變化其控制參數(shù)會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)極限環(huán),并可能產(chǎn)生雙Hopf分岔.接著分析了雙Hopf分岔存在時(shí)所產(chǎn)生周期解的存在性和穩(wěn)定性,并發(fā)現(xiàn)在特定條件下,系統(tǒng)會(huì)發(fā)生二次分岔.
　　 然后選取適當(dāng)?shù)目刂撇呗?由簡(jiǎn)到繁地對(duì)列車系統(tǒng)進(jìn)行懸浮控制.在第五章運(yùn)用滑?？刂扑惴▉泶_定控制輸入,保證磁懸浮系統(tǒng)趨于穩(wěn)定.本章分為兩個(gè)方面:線性滑?？刂坪头蔷€性滑?？刂?首先采用與系統(tǒng)線性二次型調(diào)節(jié)器結(jié)合的方法對(duì)磁浮列車的線性系統(tǒng)進(jìn)行滑模