彭　輝，高　杰
中南大學信息科學與工程學院，湖南長沙

摘　　　要：針對磁懸浮裝置的非線性及對實時性要求高的特點，對磁懸浮裝置構造線性二次型調節器（ＬｉｎｅａｒＱｕａｄｒａｔｉｃｒｅｇｕｌａｔｏｒ�玻蹋眩遥┎⒉捎枚嗄Ｐ颓袚Q的控制方法對磁懸浮裝置進行實時控制，取得了較好的控制效果。討論了ＡＲＸ模型的結構、原理、模型階次的選擇和辨識方法等問題，介紹了狀態空間的創建方法和ＬＱＲ控制器的構造方案，利用實驗室現有的試驗設備：ＰＣ、數據采集卡以及磁懸浮裝置，在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中組建實時控制模塊，對鐵球在磁懸浮裝置中的位置進行實時控制。并且對磁懸浮球系統在不同信號源給定下的控制效果進行了討論和分析，針對磁懸浮系統的非線性強的特點提出了多模型切換的控制方法。較后比較了多模型切換的ＬＱＲ控制方法和傳統ＰＩＤ控制方法的控制效果，證明了提出的方法有更好的性能。

關　鍵　詞：磁懸浮裝置；二次型調節器；ＡＲＸ模型；ＬＱＲ控制器；ＰＩＤ；實時控制

１　引　言
磁懸浮技術在今天受到了越來越多的關注。由于磁懸浮的“零接觸” 理念—能使原件之間具有無摩擦、無噪聲、無需潤滑、壽命高、能耗低、安全可靠等優點，在機械、電子、航空航天、交通等各方面有著很大的發展前景。在一些領域磁懸浮技術已經進入實際應用階段，如磁懸浮列車、磁懸浮軸承等。但由于磁懸浮系統具有強開環不穩定性、固有的非線性以及實時性要求高等特性，這給對磁懸浮裝置進行控制造成了很大的麻煩。目前多使用傳統的ＰＩＤ控制和模糊控制，但由于ＰＩＤ控制方法依靠湊試法來調節ＰＩＤ參數得不到理想的控制效果，而模糊控制的控制規則表也是根據調試經驗來指定的，依然動態性能較差。本文采用較小二乘法對磁懸浮系統建立ＡＲＸ模型，得到了系統的數學模型并創建狀態空間。利用狀態空間構模型造ＬＱＲ控制器并采用多模型切換的控制方法［１］以期得到更好的控制效果。

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