磁浮列车作为一种新型的交通工具,正以其速度快、乘坐舒适、污染小、噪声低等优点受到越来越多的关注,其中悬浮技术是磁浮列车的核心和关键技术之一。悬浮性能的好坏主要取决于控制系统的设计;由于悬浮系统本身固有的非线性特性和开环不稳定性,以及参数摄动和外干扰引起的不确定性等问题,增加了悬浮控制技术的难度。因此,开展悬浮控制技术的研究具有重要意义。 本文以磁浮列车为研究对象,进行了悬浮控制器的设计,整个设计以单电磁铁为悬浮试验对象。首先,简要介绍了悬浮电磁铁的基本结构和工作原理,建立了数学模型。对影响悬浮系统性能的因素进行了分析,进而提出了相应的解决方法。设计了具有良好鲁棒性的滑模(变结构)悬浮控制器,并通过仿真与PID、状态反馈控制方法进行了对比,初步验证了滑模变结构控制器的可行性。 其次,根据单电磁铁悬浮系统的特点,设计了基于双DSP(TMS320F2812、TMS320LF2407)的数字悬浮控制器,完成了硬件系统的搭建和控制算法的编程。进行了单电磁铁悬浮试验,试验证明该控制器具有良好的稳定性和鲁棒性,对干扰信号具有令人满意的抑制效果,可以实现稳定悬浮。