永磁电磁混合磁悬浮地球仪的伪微分反馈控制研究

"基于伪微分算法的混合磁悬浮地球仪 (2007年) - 北京工业大学学报" 本文主要探讨了采用伪微分反馈控制算法在永磁电磁混合磁悬浮地球仪中的应用，以实现地球仪的稳定悬浮控制。混合磁悬浮系统结合了永磁铁和电磁铁的优点，既具有节能、工作可靠的特点，又能通过电磁场的调节实现悬浮控制。然而，此类系统因其非线性和固有的不稳定性，对控制策略提出了高要求。 在论文中，作者首先进行了力学和运动学分析，建立了混合磁悬浮地球仪的系统数学模型。通过对控制对象和控制系统的传递函数的推导，他们得以深入理解系统的动态行为。理论分析揭示了伪微分反馈控制策略能够有效应对系统的非线性特性，并展现出高度的鲁棒性，即在面对系统参数变化时仍能保持稳定的控制效果。此外，该策略还具有高控制精度，即使在系统模型存在一定程度的误差情况下，也能确保悬浮控制的性能不受影响。 伪微分反馈控制（PDF）的关键在于其控制器的设计。与传统的控制方法不同，PDF控制在前向通道仅设置积分环节，而反馈信号则通过比例和微分环节直接到达控制元件输入端。这样的设计增强了系统对参数变化的适应性，降低了对外部扰动的敏感性，从而提高了整体控制系统的性能。 论文进一步详细介绍了混合磁悬浮地球仪的工作原理，如图1所示，其中电磁铁的电流调整与地球仪的重力相互作用，维持地球仪在空气中的悬浮状态。当系统受到扰动，如地球仪向下移动时，传感器能够检测到这种变化并反馈给控制系统，以便进行及时的校正。 通过这种方法，混合磁悬浮地球仪不仅展示了磁悬浮技术的创新应用，还为解决复杂非线性系统的控制问题提供了一个有效的解决方案。这一研究对磁悬浮技术的发展，特别是在悬浮地球仪和其他类似悬浮系统的控制设计上，具有重要的理论和实践意义。 关键词：混合磁悬浮，伪微分反馈控制，地球仪，鲁棒控制，控制精度 中图分类号：TM359.9（磁浮技术），TP271.62（自动控制技术） 文献标识码：A 文章编号：0254-0037(2007)10-1021一05