高温超导EMS型混合悬浮控制器的研究与设计.rar

与常导电磁悬浮系统相比，高温超导混合悬浮系统在降低能耗、增大悬浮气隙及节约成本方面具有很大的优势，已逐渐开始被国内外学者所关注研究。本文即是在此背景下，在国家自然科学基金的资助下，结合该校的磁悬浮试验线项目，开展研究。 本文以高温超导EMS型混合悬浮系统的悬浮控制器为主要研究对象，着重对混合悬浮控制策略、仿真试验及系统整体软硬件平台实现进行了初步研究，内容主要包括以下几个方面： 1、分析了高温超导混合磁悬浮系统的基本原理，建立高温超导混合悬浮系统的相对参考动态模型数学模型和绝对参考动态数学模型。并以相对参考动态数学模型为研究对象，推导出超导与常导混合电磁铁的电压、运动方程和电磁力方程。利用仿真制图，与常导悬浮方案在悬浮气隙、能耗、可靠性等方面进行了比较，验证了超导混合悬浮方案在这几方面的优势。 2、提出了两种控制策略：传统PID控制、模糊PD控制，分别从控制原理、控制器的设计、仿真试验、性能分析等方面对两种控制策略进行了分析比较与研究，通过引入电磁噪声、突加负载、减小悬浮气隙等各种扰动测试系统的动态响应，观察比较PID控制与模糊PID控制在系统动态特性、稳态精度及鲁棒性方面的差异。 3、应用TI公司高性能控制DSP-TMS320F2812，提出了系统的双DSP设计方案，以分别实现悬浮控制和诊断检测，通过诊断DSP与PC上位机连接实现系统在线调试功能。详细阐述了包括信号前期处理电路、DSP控制电路、D/A转换电路、PWM产生电路等悬浮控制模块的硬件实现过程；给出了以CAN总线为主包括RS-232及RS-485三种通讯协议方式的系统通讯方案；通过逻辑控制模块CPID配合DSP，用高速FIFO实现了双DSP之间的高速数据传输。 4、混合悬浮系统中各软件功能模块设计，包括：初始化模块、控制算法模块、IIR数字滤波模块、A/D数据采集模块、PWM输出控制模块、ECAN通讯模块等。

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