1.3.2 本课题的主要内容

    控制器的设计是磁悬浮系统的核心内容，因为磁悬浮系统是一个绝对不稳定的系统， 为使其保持稳定并且可以承受一定的干扰，需要给系统设计控制器。 目前典型的控制器设计理论有： PID控制、根轨迹法以及频率响应法、状态空间法、最优控制理论、模糊控制 理论、神经网络控制、拟人智能控制、鲁棒控制、自适应控制，以及这些控制理论的相互结合互补。

    本次设计的主要任务就是针对磁悬浮系统设计至少一种控制方案。本课题使用二次最优控制和专家控制，使钢球就可以悬浮在空中而处于平衡状态。课题首先针对实验室的固高磁悬浮系统，熟悉磁悬浮系统的硬件设备和基本调试方法，其次针对磁悬浮系统建立数学模型，再次设计了两种控制方案，最后利用MATLAB编写设计的控制器并进行调试，并尝试实时控制使得所设计的控制器能使被控对象的输出偏差达到稳、准、快的控制性能指标基本要求。从而完成此次设计的任务。

2  磁悬浮系统的基本构成及调试

2.1  磁悬浮系统的构成

    本设计所使用的磁悬浮实验装置系统，是由固高科技有限公司所生产的磁悬浮实验装置GML1001。此磁悬浮实验装置由LED光源、电磁铁、光电传感器、功放模块、模拟量控制模块、数据采集卡和被控对象(钢球)等元器件组成，其结构简单，实验控制效果直观明了，极富有趣性。它是一个典型的吸浮式悬浮系统。此系统可以分为磁悬浮实验本体、电控箱及由数据采集卡和普通PC机组成的控制平台等三大部分。磁悬浮系统组成主要由控制器，以电磁铁为执行器，小球位置传感器和被控对象钢球组成