高速磁浮列車懸浮搭接結(jié)構(gòu)的冗余控制問題研究.pdf

1、本文以解決高速磁浮列車搭接結(jié)構(gòu)單個(gè)懸浮點(diǎn)失效情況下的冗余控制問題為研究目的，主要研究內(nèi)容包括以下幾方面：
　　第一，懸浮系統(tǒng)的模型建立。本文介紹了高速磁浮列車中特有的懸浮搭接結(jié)構(gòu)，分析了其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立了能夠較為準(zhǔn)確反映系統(tǒng)特性的搭接結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型，為懸浮控制算法的研究準(zhǔn)備了條件。
　　第二，搭接結(jié)構(gòu)抗干擾懸浮算法的研究。搭接結(jié)構(gòu)中單個(gè)懸浮點(diǎn)失效對(duì)相鄰懸浮點(diǎn)是一個(gè)很大的沖擊。從發(fā)生故障到檢測(cè)出故障之間總是存在著時(shí)間延遲。在這個(gè)

2、時(shí)間段之內(nèi)，系統(tǒng)控制參數(shù)來不及作出調(diào)整。為保證故障發(fā)生后相鄰懸浮點(diǎn)不發(fā)散，提高懸浮系統(tǒng)的抗干擾能力尤為必要。
　　本文分析了電流反饋和位置反饋在懸浮控制中的作用，提出了非線性串級(jí)控制算法，對(duì)常規(guī)的線性串級(jí)控制算法進(jìn)行改進(jìn)；然后探討了加速度信號(hào)在抗干擾控制中的應(yīng)用，提出了加速度信號(hào)的處理方法；進(jìn)而針對(duì)懸浮控制系統(tǒng)中的斬波器飽和環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析，得到了車載電網(wǎng)電壓與列車抗干擾能力之間的關(guān)系；最后提出一種電流環(huán)的設(shè)計(jì)方法，在常規(guī)電流負(fù)反饋

3、的基礎(chǔ)之上增加了電流隔直正反饋，利用最優(yōu)化理論進(jìn)行了控制參數(shù)設(shè)計(jì)，提高了電流響應(yīng)速度。
　　第三，懸浮搭接結(jié)構(gòu)的冗余控制器設(shè)計(jì)。利用抗干擾懸浮算法的研究成果，引入電流隔直正反饋、加速度隔直負(fù)反饋進(jìn)行了主控制器和容錯(cuò)控制器的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程中首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行降階，隨后利用線性二次最優(yōu)設(shè)計(jì)方法完成參數(shù)設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明在搭接結(jié)構(gòu)中一個(gè)懸浮點(diǎn)完全失效的情況下，所設(shè)計(jì)的控制器能夠?qū)崿F(xiàn)搭接結(jié)構(gòu)穩(wěn)定懸浮并有較強(qiáng)抗干擾能力，提高了列車的安全性和可靠