摘    要：針對電磁永磁混合型ems磁浮列車懸浮控制中因參數撮動引起的不確定性問題，v popov超穩定理論為基礎設計了模型參考自適應懸浮控制器。根據系統非線性模型和懸浮控制的性能指標要求確定了系統的參考模型。為了滿足popov定理的條件，設計了前向補償器，得到了比例積分自適應律。結合混合系統實際的控制特點對自適應律進行了簡化并分析了其穩定性。仿真與實驗結果表明，采用自適應機制后，系統的動態響應過程平穩，在間隙階躍時表現出穩健性，從而能改善磁懸浮系統的性能。

關鍵詞：混合懸浮；超穩定；自適應控制

中圖分類號：tp 273    文獻標識碼：a

    電磁永磁混合懸浮技術由于懸浮功耗小、對車載電源技術要求低、承載比高等優點，成為當前新型磁懸浮研究領域的熱點之一。經典的pid和極點配置等線性控制方法只能保證系統在平衡點附近具有較好的動態性能，當承載質量變化而導致系統較大地偏離平衡點時，系統的懸浮性能將明顯惡化。模型參考自適應控剖( mrac)方法根據系統狀態和輸出誤差調整控制參數，使實際系統獲得與參考模型等同的性能。popov超穩定理論是進行自適應控制設計和分析的重要方法，與李雅普諾夫設計方法相比，這種方法能得到結構簡單、可調參數少的mrac系統，便于工程應用。

    為保證混合磁浮系統在承載質量變化前后的懸浮性一致，本文基于popov超穩定理論設計了模型參考自適應控制器，從工程應用的角度簡化了控制器結構。

  1)混懸系統的非線性模型  電磁永磁混合磁浮系統，如圖1所示。

   

  其非線性模型為

式中，g為重力加速度；肛。為真空磁導率；肛。為永磁材料的相對磁導率；皿為永磁矯頑力；5為等效磁極面積；ⅳ為電磁線圈匝數；6，。為永磁鐵長度；6為懸浮間隙；r為線圈電阻；“為線圈兩端電壓；i為線圈電流；m為懸浮質量；f。為磁力。

    2)參考模型的選取利用快速電流環提升電流的跟蹤速度。“，同時在零電流平衡點(6。，i。)(i。=o)進行泰勒展開，得到系統的線性傳遞函數為

    根據式(4)可知，快速電流環的引入使得原系統降階為二階系統。對于二階系統而言，主要的指標是阻尼f和頻帶m，取參考模型為

    1)自適應控制器結構含自適應控制器的懸浮系統模型，如圖2所示。

   

    棍據式(4)，式(5)可知，混合磁浮系統是無零點系統，因而自適應控制器的設計可考慮采用調節前饋和反饋補償網絡方法達到等效調節對象參數的目的。根據超穩定定理的要求，前向方塊必須是正實的，選取如下的前向補償器：

    在磁懸浮控制中，要求的控制目標通常為定電流或者定間隙控制，結合popov超穩定理論的控制器設計，選用比例積分自適應律，則反饋補償控制律為

 

  在這個自適應律中，決定了e的收斂速度。在實際的磁懸浮控制中，位置的微分信息y通過加速度傳感器信息yp。的積分y。來實現，所以上述的比例積分自適應律轉化為