[发明专利]一种电磁力反馈的悬浮控制方法及系统

说明书

一种用于磁悬浮装置的电磁力反馈的悬浮控制方法，包括如下步骤：步骤1、获取悬浮装置的实际间隙信号g、实际电流值i和直流母线电压u_d，获取提前设定的给定间隙信号g^*；步骤2、根据所述给定间隙信号g^*和所述实际间隙信号g计算所需要的给定悬浮力F^*；步骤3、根据所述实际间隙信号g和所述实际电流值i观测实际悬浮力F；步骤4、根据所述给定悬浮力F^*和所述实际悬浮力F计算所需要的给定电流值i^*；步骤5、根据所述给定电流值i^*和所述实际电流值i计算所需要的给定输出电压值u^*；步骤6、根据所述给定输出电压值u^*和直流母线电压u_d生成所需要的门极驱动信号u_k从而控制悬浮电磁铁保持理想的悬浮状态。

技术领域

本发明涉及磁浮列车，特别涉及一种常导电磁吸力悬浮型磁浮列车悬浮控制方法及系统。

背景技术

与轮轨列车相比，磁悬浮列车具有噪声低、污染小、平稳舒适等特点。磁悬浮列车的车体与轨道之间不直接接触，因此磁浮列车无轮轨粘着问题，其爬坡能力强，且速度也可以更快。悬浮系统是磁浮列车的关键和核心子系统，高性能的悬浮控制是列车正常运行的基础。目前实际工程中应用最广泛的是“气隙-电流”反馈的控制方式，也就是外环采用间隙环，即根据给定间隙和反馈间隙计算所需要的悬浮电流，内环采用电流环，即根据间隙环输出的悬浮电流和悬浮电磁铁的实际电流计算电磁铁两端所需要的电压。这种方法在工程应用中取得了较好的效果，但是该方法本质上是一种局部线性化方法。当系统受到较大的外界扰动时，悬浮间隙与额定悬浮间隙将存在较大偏差，此时系统模型和控制器中使用的模型存在较大偏差，从而使传统“间隙外环，电流内环”双环控制算法的控制性能下降甚至出现系统发散的情况，因此有必要寻找更优的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的是：提供一种稳定性好、鲁棒性强、参数调整较为容易，具有实际应用价值的悬浮控制方法及其系统。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种用于磁悬浮装置的电磁力反馈的悬浮控制方法，包括如下步骤：

步骤1、获取磁悬浮装置的实际间隙信号g和实际电流值i，获取提前设定的给定间隙信号g^*；

步骤2、根据所述给定间隙信号g^*和所述实际间隙信号g计算所需要的给定悬浮力F^*；

步骤3、根据所述实际间隙信号g和所述实际电流值i观测实际悬浮力F；

步骤4、根据所述给定悬浮力F^*和所述实际悬浮力F计算所需要的给定电流值i^*；

步骤5、根据所述给定电流值i^*和所述实际电流值i计算所需要的给定输出电压值u^*；

步骤6、根据所述给定输出电压值u^*生成所需要的门极驱动信号u_k从而控制所述磁悬浮装置的悬浮电磁铁保持理想的悬浮状态。

进一步的，所述步骤1中获取磁悬浮装置的实际间隙信号g时同时获取所述磁悬浮装置的实际加速度a。

进一步的，所述步骤2中通过以下公式计算所述给定悬浮力F^*：

F^*＝K_gP(g-g^*)+K_gI∫(g-g^*)dt+K_gDv_g