多模型切换控制方法在磁悬浮系统中的应用

来源期刊：控制工程2011年第2期

论文作者：彭辉 高杰

文章页码：206 - 456

关键词：磁悬浮装置;二次型调节器;ARX模型;LQR控制器;PID;实时控制;

摘    要：针对磁悬浮装置的非线性及对实时性要求高的特点,对磁悬浮装置构造线性二次型调节器（Linear Quadratic regulator-LQR）并采用多模型切换的控制方法对磁悬浮装置进行实时控制,取得了较好的控制效果。讨论了ARX模型的结构、原理、模型阶次的选择和辨识方法等问题,介绍了状态空间的创建方法和LQR控制器的构造方案,利用实验室现有的试验设备:PC、数据采集卡以及磁悬浮装置,在Matlab/Simulink中组建实时控制模块,对铁球在磁悬浮装置中的位置进行实时控制。并且对磁悬浮球系统在不同信号源给定下的控制效果进行了讨论和分析,针对磁悬浮系统的非线性强的特点提出了多模型切换的控制方法。最后比较了多模型切换的LQR控制方法和传统PID控制方法的控制效果,证明了提出的方法有更好的性能。