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磁悬浮系统的抗干扰轨迹跟踪降阶控制方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2024-11-01 08:49:51
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2024-11-01 08:49:51
本发明所要解决上述现有技术的不足，提供一种磁悬浮系统的抗干扰轨迹跟踪降阶控制方法，该方法可以通过一个低阶控制器改善磁悬浮系的统对未知扰动和噪声的抑制能力，易于实现，降低了成本，使被控对象的轨迹按给定信号变化，实现对信号的跟踪。
磁悬浮系统的抗干扰轨迹跟踪降阶控制方法，包括以下步骤：获取磁悬浮系统中被控对象的运动微分方程组，并通过非线性滤波器对其进行线性化处理，得到被控对象状态空间方程；根据被控对象与给定跟踪信号组成的扩阶系统建立线性矩阵方程组，并通过其解来构造一个基于输出反馈的结构化控制器，实现对给定信号的跟踪；在未知扰动和噪声的影响下，通过摄动法修正标准型线性矩阵不等式组，构造降阶H无穷输出反馈控制器改善系统抑制未知扰动和噪声的能力。
高速交通领域
在磁悬浮列车系统中，外界的电磁干扰（如雷电天气、附近的高压输电线等）以及列车自身的负载变化等因素都会影响列车的悬浮和运行稳定性。这种抗干扰轨迹跟踪降阶控制方法可以确保磁悬浮列车在复杂的运行环境下，精确地跟踪预设的运行轨迹，保持悬浮间隙稳定，提高列车的安全性和乘坐舒适性。同时，通过降阶控制可以减少控制系统的复杂性，提高控制效率，降低系统的维护成本。
精密制造领域
在高精度磁悬浮加工设备（如磁悬浮磨床、磁悬浮光刻机等）中，外界微小的振动干扰或者加工过程中的切削力变化等都会影响加工精度。应用该控制方法可以有效抑制这些干扰因素，使磁悬浮平台精确地按照预设轨迹运动，保证加工工具和工件之间的相对位置精度，从而提高加工产品的质量和精度，满足高端制造业对精密加工的要求。
航空航天领域
在航天模拟器的磁悬浮运动平台中，需要模拟太空飞行器的各种运动状态。这种抗干扰轨迹跟踪降阶控制方法可以使运动平台在模拟复杂太空环境干扰（如微流星体撞击模拟产生的振动、太空辐射引起的电磁干扰等）的情况下，依然能够精确地实现飞行器运动轨迹的模拟，为航天员的训练和航天设备的测试提供可靠的平台。在航空领域，也可以用于飞机起落架等磁悬浮系统的控制，提高飞机起降的安全性。
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本发明设计的一种磁悬浮系统的抗干扰轨迹跟踪降阶控制方法，该方法可以通过一个低阶控制器改善磁悬浮系的统对未知扰动和噪声的抑制能力，易于实现，降低了成本，使被控对象的轨迹按给定信号变化，实现对信号的跟踪。
本发明的优点是：针对磁悬浮系统自身的开环不稳定性与系统的非线性，通过一个低阶控制器改善磁悬浮系的统对未知扰动和噪声的抑制能力，同时使磁悬浮系统具备了一定的信号跟踪能力，具有一定的现实意义和理论价值，拓宽了磁悬浮系统的应用领域。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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