电磁悬浮系统的改进线性自抗扰控制方法

• Published in: 电机与控制学报 Vol. 28; no. 1; pp. 131 - 141
• Main Authors: 杨杰, 杨星, 高涛, 胡海林
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 江西理工大学 永磁磁浮技术与轨道交通研究院,江西 赣州 341000 2024; 江西省磁悬浮技术重点实验室,江西 赣州 341000; 江西理工大学 电气工程与自动化学院,江西 赣州 341000
• Subjects: frequency domain analysis; 抗扰性能; single-point electromagnetic levitation system; 频域分析; 级联扩张状态观测器; observation precision; 单点电磁悬浮系统; disturbance rejec-tion performance; 线性自抗扰控制; cascaded extended state observer; 观测精确度; linear active disturbance rejection control
• ISSN: 1007-449X
• DOI: 10.15938/j.emc.2024.01.013

TM930.2; 单点电磁悬浮系统是常导电磁磁浮列车悬浮系统的关键控制单元.针对单点电磁悬浮系统因强干扰影响导致控制性能下降的问题,提出了一种改进型线性自抗扰控制(LADRC)方法.首先,基于电磁悬浮结构及原理建立了单点悬浮系统线性化模型,并对系统稳定性进行了分析.其次,基于自抗扰控制方法设计位置外环控制器以及基于PI调节器的电流内环控制器,对线性扩张状态观测器进行改进,设计两级级联的线性扩张状态观测器提高扰动估计精确度及速度,进而提高LADRC中扩张状态观测器对系统扰动的估计能力,并在频域上分析了改进型LADRC扰动估计性能和抑制能力的优越性.最后,搭建实验环境,对改进线性自抗扰控制方法的有效性进行验证.实验结果表明,所提的改进型LADRC不仅具有良好的位置跟踪性能,同时相比传统LADRC具有更强的抗扰动能力.