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《磁懸浮盤片系統(tǒng)控制算法的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中文摘要磁懸浮系統(tǒng)是一個(gè)典型的非線性系統(tǒng)，特別是傳感器存在溫漂和時(shí)漂，系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化以及外界存在擾動(dòng)，振動(dòng)，電磁干擾等的時(shí)候，非線性的特性是不可忽略的，同時(shí)它也是一個(gè)延遲性系統(tǒng)，其性能的優(yōu)劣很大程度上取決于控制器的特性。對于傳統(tǒng)PID控制器來說，磁懸浮中參數(shù)的攝動(dòng)和外界不確定的干擾等都是棘手的問題；另外PID參數(shù)的現(xiàn)場整定的環(huán)境決定了在調(diào)試程序時(shí)將會(huì)大大降低它的調(diào)試速度和準(zhǔn)確性，尤其是利用傳統(tǒng)的PID控制算法，比例、積分、微分環(huán)節(jié)的系數(shù)很多的時(shí)候是憑經(jīng)驗(yàn)所得。因此，如何能快速、高效、準(zhǔn)確地選定這幾個(gè)值是本文的主要研究內(nèi)容之一。針對以上問題，本文以磁懸浮盤片為研究對象，設(shè)計(jì)改進(jìn)型的PID控制
2、器及算法，把具有數(shù)據(jù)檢測、采集及可視化操作功能的LabVIEW和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能MATLAB等輔助工具運(yùn)用于磁懸浮盤片系統(tǒng)的控制過程中，使整個(gè)系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)檢測，數(shù)據(jù)分析，控制三位一體的功能，通過實(shí)時(shí)的高效的人機(jī)互動(dòng)來使磁懸浮控制系統(tǒng)更快、更高效。本文首先搭建磁懸浮盤片系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，分析實(shí)驗(yàn)臺(tái)的機(jī)械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并且對磁懸浮盤片系統(tǒng)模型的控制算法進(jìn)行推導(dǎo)；然后介紹磁懸浮盤片系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)計(jì)積分分離式數(shù)字PID控制器，設(shè)計(jì)的控制器的主要優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)存在的較大的攝動(dòng)和外界干擾較強(qiáng)時(shí)，給系統(tǒng)加入一個(gè)積分環(huán)節(jié)來消除靜差，提高控制精度，同時(shí)也便于PID參數(shù)的在線整定。因此，本文
3、用MATLAB對設(shè)計(jì)的數(shù)字PID控制器進(jìn)行仿真，分析其控制效果。仿真結(jié)果表明：與經(jīng)典PID控制相比，改進(jìn)的數(shù)字PID控制器使得磁懸浮系統(tǒng)的超調(diào)量減少了10％，調(diào)節(jié)時(shí)間也縮短了8％。通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證以上控制方法的效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：改進(jìn)后的數(shù)字PID控制器的達(dá)到了預(yù)期的效果。最后從系統(tǒng)魯棒性的角度，在武漢理工大學(xué)磁懸浮實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，用BK振動(dòng)儀模擬干擾信號進(jìn)行抗干擾實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證改進(jìn)后的數(shù)字PID控制器的控制效果。BK振動(dòng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明：采用積分分離式PID控制器使得磁懸浮盤片控制系統(tǒng)把低頻干擾信號的的部分能量吸收了，干擾信號幅值變小了3％。一系列的實(shí)驗(yàn)都說明改進(jìn)型的PID控制器及算法使得磁懸浮
4、盤片系統(tǒng)具有更加良好的穩(wěn)定性和魯棒性。關(guān)鍵詞：磁懸浮盤片，PID控制，MATLAB仿真AbstractThemagneticsuspensionsystemisatypicalnonlinearsystem，speciallywhenthesensorexistswarmfloatingandtimefloating，thesystemparameterschangeaswellastheoutsideexistenceperturbation，thevibration，theelectromagneticinterferenceands0on，themisalignmentcharacte
5、risticisunncgligible，simultaneouslyitisalsoadelaysystem，andthefitorunfitqualitiesofitsperformancearedecidedbycontroller’Scharacteristic．RegardingthetraditionalPIDcontroller,inthemagneticsuspension，theparameterperturbationandtheoutsideindefinitedisturbancearethethornyquestions；MoreoverthePIDparamete
6、r'senvironmenthavededdedsuchconditionsthatwhendebuggingprogramswillreduceitsdebuggingspeedandtheaccuracygreatly,particularlyusingtraditionalPIDcontrolalgorithm，proportion，integral，differentiator’Sdeterminationwillbenearlydependingontheobtainedexperience．Therefore，howcanfast，highlyeffectiveandaccura
7、telydesignatethesevaluesisoneofmainresearchpointsofthisarticle．．Inviewoftheabovequestions，thisarticletakesthemagneticsuspensionplanesheetastheobjectofstudy,usingthecharacteristicoftheLabVIEWvisualizationope
