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题名基于模糊补偿的磁浮列车悬浮系统非奇异终端滑模控制
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作者
孙友刚
张丹丹
吉文
徐俊起
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机构
同济大学交通学院高速磁浮运载技术全国重点实验室
同济大学磁浮交通工程技术研究中心
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出处
《西南交通大学学报》
北大核心
2025年第4期803-811,共9页
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基金
国家重点研发计划(2023YFB4302502)
国家自然科学基金项目(52232013,52272374)。
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文摘
针对电磁悬浮(EMS)型磁浮列车在实际运行时,因系统参数时变、侧风气动升力以及载客量变化等因素,致使高精度悬浮动态性能下降的问题,提出一种自适应模糊非奇异终端滑模控制(FNTSC)方法.首先,建立考虑系统不确定性与外部干扰的单电磁铁悬浮系统动力学模型;其次,采用模糊逻辑系统对悬浮系统中的未知非线性函数进行在线逼近与动态补偿;然后,针对传统滑模控制(SMC)中的奇异性问题和颤振现象,设计非奇异终端滑模控制器,并在不进行任何线性化处理的前提下,基于Lyapunov稳定性理论证明跟踪误差的有限时间收敛性;最后,将PID、SMC、模糊PID控制方法与FNTSC方法进行仿真对比,并进一步开展PID和FNTSC方法的实验对比,验证所提方法的有效性和鲁棒性.研究结果表明:在随机外部干扰和轨道不平顺情况下,FNTSC方法具有更小的稳态误差和更优的跟踪性能;相较于PID控制方法,静态悬浮的均方根误差降低15.7%,对幅值为2 mm的正弦波不平顺轨迹,其跟踪误差可限定在0.05 mm以内.
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关键词
磁浮交通
悬浮系统
模糊控制
非奇异终端滑模控制
鲁棒性
自适应控制
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Keywords
maglev transportation
levitation system
fuzzy control
non-singular terminal sliding mode control
robustness
adaptive control
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分类号
TH212
[机械工程—机械制造及自动化]
TH213.3
[机械工程—机械制造及自动化]
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