2。1。2 光电传感器分析 7

2。2 磁悬浮系统特性分析 9

3 磁悬浮球系统的数学建模 10

3。1 磁悬浮系统物理模型推导 10

3。1。1 小钢球的动力学方程 10

3。1。2 磁悬浮系统电磁力方程 10

3。1。3 磁悬浮系统电学方程 11

3。1。4 小钢球稳定的平衡边界条件 11

3。2 数学模型及状态空间模型 11

4 磁悬浮系统的非线性控制器设计 13

4。1 非线性系统介绍 13

4。2 反馈线性化方法 13

4。2。1 直接反馈线性化 14

4。2。2 微分几何原理的反馈线性化 15

4。3 状态反馈精确线性化原理 16

4。3。1 状态精确线性化问题有解的条件 16

4。3。2 状态空间模型线性化 17

4。4 控制器设计分析 18

4。5 极点配置 19

5 磁悬浮系统的非线性控制器仿真设计 21

5。1 磁悬浮系统非线性控制仿真 21

5。2 仿真结果分析 26

6 总结与展望 27

6。1 本课题总结 27

6。2 展望 27

致谢 29

参考文献 30

1。 绪论

1。1 课题的目的和意义

磁悬浮的基本原理是利用了“同性相吸，异性相斥”的电磁基本原理，当磁性物体处于磁场中产生磁效应之后，磁性物体会进一步因为存在电生磁的原理现象，使得电磁铁线圈在通以一定大小的电流的情况下而产生感应磁场，随之便产生电磁力，当磁性悬浮物体即被控对象的重力与物体在磁场中产生的电磁力的大小相等方向相反时，被控对象便可因为所受合力为零而悬浮在空中，处于平衡状态。磁悬浮系统中，被控对象是不与任何物体接触的，这就使得磁悬浮系统中没有摩擦带来的能量消耗，使其具有无摩擦，无噪声等优点[1]。而随着社会的发展和各种先进设备与先进技术的不断涌现，磁悬浮技术也逐渐脱离了当初只是围绕书本知识而展开研究的现象，现如今我们便可在生活中的多个领域里领略见识到磁悬浮技术的身影及风采，这其中就包括磁悬浮列车，磁悬浮轴承，磁悬浮隔振系统，高速磁悬浮电机及各种磁悬浮的工艺上和生活上的仪器设备等。其中最为突出的技术应用领域就是轨道与车体无接触，由无接触的磁力支承、磁力导向和线性驱动系统组成的新型交通工具——磁悬浮列车。磁悬浮列车不仅在很大程度上提高了列车的速度，节省人们在路途上花费的时间，给人们带来极大的便利，还使得列车能更加平稳地行进在轨道上，产生的噪声更低，使得旅客乘坐更加舒适。除此之外，磁悬浮列车还有一项优点那就是其能耗更低，系统构成的仪器设备的使用寿命更长，乘坐更安全。以上这些磁悬浮的实际应用及其带来的巨大便利都能够反映出磁悬浮技术如今在科学技术发展中的重要地位，随着之后技术的不断改善与发展，磁悬浮的实际应用会不断增多，而这就要求我们更应该对磁悬浮技术有更深层次的掌握探索与研究。论文网