DSP控制的磁悬浮系统研究与数字控制器设计

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于DSP（Digital Signal Processor）的磁悬浮控制系统的研究。作者黄练伟在电力电子与电力传动专业指导下，针对电磁吸引悬浮系统（Electromagnetic Suspension, EMS）的非线性特性，设计并分析了几种不同的控制器，包括线性状态反馈控制器、模型参考自适应控制器和非线性反馈线性化控制器。论文还介绍了如何利用TMS320F2812 DSP芯片设计数字控制器，用于实现磁悬浮系统的稳定悬浮控制。实验结果显示，该数字控制器能够有效实现对单电磁铁悬浮系统（Single Magnetic Levitation System, SMLS）的控制。" 基于DSP的磁悬浮控制系统是现代轨道交通技术中的重要研究领域，特别是对于磁浮列车这种高速、无接触的运输方式。DSP芯片因其高速计算能力和实时处理能力，成为构建高效、精确控制系统的关键硬件。 论文首先建立了SMLS的非线性动态模型，这是理解系统行为的基础。通过对模型在平衡点附近的线性化处理，得到近似的线性系统模型，便于进行后续的控制策略设计。同时，使用非线性反馈线性化技术，可以进一步处理系统中的非线性因素，简化控制问题。 论文详细阐述了三种控制器的设计思想和步骤： 1. 线性状态反馈控制器：通过对系统状态方程的分析，设计合适的反馈矩阵，以实现系统的稳定性。 2. 模型参考自适应控制器：这种控制器可以根据设定的参考模型自动调整参数，以适应系统动态变化，确保控制性能。 3. 非线性反馈线性化控制器：通过非线性变换，将原本复杂的非线性系统转化为线性可控制的形式，提高控制精度。 在理论分析的基础上，论文实现了基于TMS320F2812 DSP的数字控制器，该控制器集成了信号采集、处理和输出等功能，能够在实际环境中有效控制SMLS的悬浮状态。 实验结果表明，所设计的数字控制器能够成功实现SMLS的稳定悬浮，验证了控制策略的有效性和DSP在磁悬浮控制中的实用性。这为磁浮列车的稳定运行提供了理论支持和技术方案。 这篇论文深入研究了基于DSP的磁悬浮控制系统，不仅贡献了非线性模型和控制器设计的新方法，而且展示了这些方法在实际系统中的应用，对于推动磁悬浮技术的发展具有重要意义。