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EMS型磁悬浮列车模块悬浮系统的模型参考自适应控制
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模块是EMS 型磁悬浮列车的基本功能单元，常用的悬浮控制方法是将其两端等效为两个
完全独立的对象分别设计控制器。实际上模块两端的运动状态是互相耦合的，独立设计的控制器很难解决彼此之间的状态耦合。本文针对这种耦合情况，将模块视为一个刚体对象，采用反馈线性化方法实现模块运动的电气解耦，并针对模型的不确定性设计了模块悬浮系统的模型参考自适应控制器。仿真结果表明，该自适应控制器有效地解决耦合问题，提高悬浮系统的性能。
关键词：磁悬浮列车，模块悬浮系统，模型参考自适应控制，反馈线性化，耦合
常导电磁吸力型（EMS）中低速磁悬浮列车通常采用模块化的磁转向架结构。文献[1]证明：合理的机械设计可以通过防侧滚梁实现两个模块间的机械解耦。因此，磁浮列车的悬浮控制可以简化为模块的独立悬浮控制问题。模块中包含四个悬浮电磁铁（如图1 所示），沿列车行进方向分为两组。通常认为每组电磁铁具有独立的控制自由度，并将一组电磁铁等效为一个电磁铁，分别由两套独立的控制器控制两组电磁铁，从而将磁悬浮列车的悬浮问题简化为单个电磁铁（简称单铁）的悬浮问题[2~4]。然而这种简化忽略了模块两组电磁铁的运动状态会通过耦合的方式互相影响，无法主动克服两组电磁铁之间存在的耦合问题。磁悬浮系统是一个典型的非线性系统，并且系统模型存在很强的不确定性。模型参考自适应控制是一种比较成熟的自适应控制方法[5]，对系统模型的不确定性和外部扰动都有很好的抑制作用。
本文将模块作为一个刚体对象，研究如何通过设计控制器来解决模块内部两组电磁铁的耦合问题，采用模型参考自适应控制方法抑制模型的不确定性，并通过仿真验证了该控制方案的有效性。
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