基于观测器和输出受限的磁浮列车悬浮控制

王树宏¹，孙友刚^2,3，董达善¹

1. 上海海事大学物流工程学院2. 同济大学交通运输工程学院3. 同济大学国家磁浮交通工程技术研究中心

摘 要：针对磁浮列车气隙速度不可测和气隙输出受限的悬浮系统控制问题,考虑存在外界干扰未知的情况,提出一种基于扩张状态观测器(Extended State Observer, ESO)的输出受限磁浮列车悬浮系统反演控制方法。首先,设计一种可保证观测误差快速收敛和足够高估计精度的扩张状态观测器。随后,利用反演法设计控制器,将ESO的估测值引入同时保证输出气隙约束在一定范围内。最后,基于对称BarrierLyapunov函数证明了该方法的稳定性。数值仿真表明,该方法可以有效应对气隙速度不可测和广义干扰,同时能够保证悬浮系统输出气隙在安全范围内。

关键词：扩张状态观测器;输出受限;悬浮控制;磁浮列车;