[发明专利]一种应用于主动磁悬浮系统中的主导型控制方法及系统

权利要求书

1.一种应用于主动磁悬浮系统中的主导型控制方法，其特征在于，包括：

测量位移信号；

对位移进行微分运算得到速度信号；

引入PID控制、自适应控制和滑模变结构控制，根据速度信号的值判断导轨所处阶段，通过在线调节三种控制算法的因子系数，改变三种控制算法的强度，形成不同的特征主导型控制策略。

2.根据权利要求1所述的一种应用于主动磁悬浮系统中的主导型控制方法，其特征在于，

当导轨的速度信号小于最大值ε₁时，识别判断模块判断导轨处于平动阶段，此时选择PID主导型控制算法；

当导轨的速度信号大于最小值ε₂时，识别判断模块判断导轨处于冲击段，此时选择滑模变结构主导控制算法；

当导轨的速度信号处于最大值与最小值之间时，识别判断模块判断导轨处于过渡段，此时选择自适应主导控制算法。

3.根据权利要求2所述的一种应用于主动磁悬浮系统中的主导型控制方法，其特征在于，最大值ε₁的取值为0.125m/s；最小值ε₂的取值为0.56m/s。

4.根据权利要求2所述的一种应用于主动磁悬浮系统中的主导型控制方法，其特征在于，判别出主动磁悬浮导轨的三种状态之后，通过调整α、β和γ三个参数来获得最佳控制效果；其中，α、β和γ三个可调参数的范围均为0～1，且其之和为1。

5.一种应用于主动磁悬浮系统中的主导型控制系统，其特征在于，包括：特征主导识别模块、PID控制模块、自适应控制模块、滑模变结构控制模块、主导判断及参数调整模块、磁阻尼控制模块、等效线性对象、位移检测模块；

位移检测模块检测导轨工作台悬浮时的位移信号，对位移信号进行微分得到导轨工作台的运行速度信号，速度信号作为特征主导识别判断模块的输入信号，位移反馈信号与参考输入信号进行比较得到偏差信号，所述偏差信号作为三种控制模块的输入信号，主导判断及参数调整模块通过在线调节三种控制模块的因子系数，改变三种控制算法的强度，然后叠加为一个总输出信号，所述位移信号经微分后得到速度信号，所述速度信号经阻尼参数设定后进入磁阻尼控制模块，所述磁阻尼控制模块根据所述输出信号和阻尼参数设定后的速度信号对等效线性对象进行控制。

6.根据权利要求5所述的一种应用于主动磁悬浮系统中的主导型控制系统，其特征在于，所述等效线性对象包括功率放大器和磁悬浮导轨工作台，所述总输出信号经功率放大器放大后驱动电磁铁，用来对磁悬浮导轨工作台位移进行控制。

7.根据权利要求5所述的一种应用于主动磁悬浮系统中的主导型控制系统，其特征在于，所述位移检测模块包括位移传感器，在主动磁悬浮导轨平台上共安装四对支承电磁铁和两对导向电磁铁，位移传感器安装在电磁铁上。

8.根据权利要求7所述的一种应用于主动磁悬浮系统中的主导型控制系统，其特征在于，所述支承电磁铁上安装有调节垫块，所述调节垫块的材料采用非导磁不锈钢。

9.根据权利要求7所述的一种应用于主动磁悬浮系统中的主导型控制系统，其特征在于，所述导向电磁铁上的传感器采用电涡流位移传感器，其包括探头和调理电路，探头用于检测导轨在任意时刻的位移信号，调理电路将检测到的位移信号转换为相应的电压信号，作为反馈信号送给控制器并按照预先设置的控制规律进行数据处理，然后送入功率放大器。

10.根据权利要求7所述的一种应用于主动磁悬浮系统中的主导型控制系统，其特征在于，对垂直位移信号进行微分，得到导轨工作台的方向的变化速度，根据主动磁悬浮导轨的4个垂直方向上的位移传感器获得的速度信号进行判断，根据导轨的4个垂直方向运行速度值判断导轨所处的状态，然后确定导轨系统处于哪种运行阶段，从而采用相应类型的主导型控制策略。