【摘 要】
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以高速磁浮列车主动导向系统为研究对象,在建立基于搭接结构的导向系统数学模型的基础上进行控制器设计与仿真实验。针对导向系统在列车实际运行过程中可能出现的电磁铁故障和传感器故障以及端部涡流问题展开容错控制方面的研究。主要内容如下:1、在分析导向系统的结构组成、工作原理及控制方案的基础上,建立了导向系统的标称数学模型。并把系统可能受到的扰动和发生的故障考虑到其中,建立导向系统的故障模型。2、采用线性二次
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以高速磁浮列车主动导向系统为研究对象,在建立基于搭接结构的导向系统数学模型的基础上进行控制器设计与仿真实验。针对导向系统在列车实际运行过程中可能出现的电磁铁故障和传感器故障以及端部涡流问题展开容错控制方面的研究。主要内容如下:1、在分析导向系统的结构组成、工作原理及控制方案的基础上,建立了导向系统的标称数学模型。并把系统可能受到的扰动和发生的故障考虑到其中,建立导向系统的故障模型。2、采用线性二次型最优控制方法设计了导向系统的标称控制器,通过仿真和导向平台实验对标称导向控制器的有效性进行了验证,并进一步分析了导向系统在受干扰时的特性。3、针对导向电磁铁故障设计了一种基于Youla参数化的导向系统被动容错结构,在导向搭接结构中相邻点完全失效时,能够实现容错控制和性能恢复。4、针对导向系统中故障率较高的加速度传感器和电流传感器分别设计了基于信号重构和基于控制律切换的主动容错控制策略,保证了导向系统在传感器故障后仍具有较好的性能。5、针对端部导向电磁铁的涡流效应问题,通过理论推导和电磁场仿真得到由于涡流效应影响而损失的导向力与列车运行速度之间的关系,设计了考虑涡流效应影响的端部导向控制算法。
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