[发明专利]直线电梯的磁悬浮导向系统稳定运行的控制方法

权利要求书

1.一种直线电梯的磁悬浮导向系统稳定运行的控制方法，其特征在于：该方法步骤如下：

(1)对于单磁悬浮导向系统进行数学建模；

(2)对单磁悬浮导向系统的数学模型采用分数阶PI^λD^μ控制方法；

(3)对分数阶PI^λD^μ的控制参数用模糊控制的输出量代替；

(4)利用模糊逻辑实现控制器参数的在线调整。

2.根据权利要求1所述的直线电梯的磁悬浮导向系统稳定运行的控制方法，其特征在于：步骤(1)建立单磁悬浮导向系统的数学模型过程如下：电磁导向系统在X轴方向和Y轴方向受力相似，以X轴方向电磁铁为研究对象进行受力分析和建模；

上端为导轨，下面是电磁铁绕有通电线圈；δ₀表示悬浮间隙；F(i,δ)表示电磁铁的电磁吸力；f_d(t)为外部干扰；i(t)为控制线圈的电流；u(t)表示控制线圈两端的电压；Φ_M为气隙磁通；Φ_L为露磁通；每个U型电磁铁单极线圈匝数为N/2，忽略铁芯磁阻，漏磁及涡流损耗；

由于直线电梯是垂直运动的，电梯轿厢重力由直线电机推力抵消；可得导向装置的运动力学方程为：

式中m表示轿厢质量；f_d(t)为外部干扰；

电磁铁与导轨所组成磁路的磁阻主要集中在两者的气隙上，有效气隙磁阻为：mδ··=F(i,δ)+f(t):]]>

其中μ₀＝4π×10^-7为真空磁导率；A为电磁铁铁心截面积；

令R_T＝R_δ+R_δ为总磁阻，则：

由等效磁路，可以计算气隙磁通：Φ(i,δ)=Ni2+Ni2RT=Ni2δ(t)μ0A=μ0ANi(t)2δ(t);]]>

单电磁铁线圈电感为：L(i,δ)=Ni(t)Φ(i,δ)=N22δ(t)μ0A=μ0AN22δ(t);]]>

单电磁铁的电磁吸力为：F1(i,δ)=2FPol(i,δ)=μ0AN2i2(t)4δ2(t);]]>

从上式中可以看出单电磁铁的电磁吸力F₁(i,δ)与电流i(t)的平方成正比，与气隙δ(t)的平方成反比；因此单电磁铁的电磁吸力与气隙和电流成非线性关系；

单电磁铁的电压方程为：u(t)=Ri(t)+NdΦ(i,δ)dt=Ri(t)+μ0AN22δ(t)i·(t)-μ0AN2i(t)2δ2(t)δ·(t);]]>

其中，R为单电磁铁线圈电阻；

由此可知单电磁铁的数学模型为：mδ··(t)=-F1(i,δ)+F2+fd(t)F1(i,δ)=μ0AN2i2(t)4δ2(t)u(t)=Ri(t)+μ0AN22δ(t)i·(t)-μ0AN2i(t)2δ2(t)δ·(t).]]>