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1.3電磁懸浮系統(tǒng)的控制策略

隨著科學(xué)技術(shù)理論的不斷發(fā)展，各種控制算法相繼被人們研發(fā)出來(lái)，這為電磁懸浮系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)提供了大量參考依據(jù)。從傳統(tǒng)的線性控制算法到先進(jìn)智能的非線性控制算法控制理論得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。由于電磁懸浮系統(tǒng)是典型的非線性系統(tǒng)，因此線性的控制算法只能在懸浮系統(tǒng)進(jìn)行了線性化處理后才能使用。利用泰勒級(jí)數(shù)在平衡點(diǎn)附近對(duì)非線性函數(shù)進(jìn)行展開和反饋線性化是當(dāng)今比較成熟的線性化方法。由于線性化處理后的非線性系統(tǒng)降低了控制難度，因此也降低了控制器設(shè)計(jì)的難度。原系統(tǒng) 的高階響應(yīng)在線性化后被忽略了。工程實(shí)踐中如果采用線性的控制算法會(huì)出現(xiàn)一定的偏差從而不能滿足系統(tǒng)的性能指標(biāo)。非線性控制算法則不需要精確地知道被控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，不需要忽略系統(tǒng)非線性高階響應(yīng)項(xiàng)。由于非線性控制可以真實(shí)的反應(yīng)系統(tǒng) 的輸出效果，所以具有很好的工程實(shí)踐意義，得到了社會(huì)的廣泛關(guān)注。現(xiàn)如今非線性控制多指先進(jìn)智能控制如模糊控制、無(wú)源控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自抗擾控制、自適應(yīng)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制和魯棒控制等。

(1) 模糊控制：模糊控制實(shí)質(zhì)就是將工程師的常年積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)用模糊集理論、模糊語(yǔ)言變量及模糊邏輯推理來(lái)表達(dá)出來(lái)，模糊控制不依賴被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué) 模型，用計(jì)算機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)工程師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。模糊控制算法是由模糊語(yǔ)言、模糊規(guī) 則和模糊隸屬度構(gòu)成的。用通俗易懂的語(yǔ)言模式直接將人類歸納出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)、判斷、思維過(guò)程表述出來(lái)，其簡(jiǎn)潔明了的形式逐漸得到廣泛的認(rèn)可^[13]。

(2) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制_：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，它模仿了人類大腦中的神經(jīng)結(jié) 構(gòu)，它對(duì)輸入響應(yīng)數(shù)據(jù)的處理采用的是連續(xù)或斷續(xù)方式。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由許多簡(jiǎn)單的神經(jīng)元構(gòu)成的，它們相互緊密地聯(lián)系在一起從而構(gòu)成了錯(cuò)綜復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。雖然單一的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜而且功能也可能很簡(jiǎn)單，但是由大量的神經(jīng)元構(gòu)造出來(lái)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具備了多姿多彩的復(fù)雜行為活動(dòng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是非線性且復(fù)雜程度相當(dāng)高的動(dòng)力系統(tǒng)，不僅擁有非線性系統(tǒng)的共性，更具備了其特有的功能。例如自學(xué)習(xí)、自組織和自適應(yīng)能力，以及每個(gè)神經(jīng)元單元之間的互相連接性和高度維合性等^[14]。

(3) 滑模變結(jié)構(gòu)控制：滑模控制是一種能夠很好地提高系統(tǒng)魯棒性的控制算法，這一控制算法的特點(diǎn)是不連續(xù)，結(jié)構(gòu)變化，根據(jù)情況改變控制器輸出。它適用于有參數(shù)攝動(dòng)、存在建模誤差以及干擾抑制的線性或非線性被控對(duì)象。首先狀態(tài)變量被帶到滑模切換面上去，然后沿著該滑模面趨向于原點(diǎn)，如果有擾動(dòng)存在則狀態(tài)變量就會(huì)在滑模面上呈現(xiàn)出之字形切換，也就是抖動(dòng)。滑模控制的抗千擾性主要體現(xiàn)在將不確定擾動(dòng)束縛在滑模的邊界層內(nèi)^[15]。

本文采摘自“數(shù)控加工中心龍門磁懸浮系統(tǒng)耦合分析及控制研究”，因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無(wú)法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明！

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