基于LESO的改进滑模磁悬浮控制算法

摘要

针对磁悬浮系统具有的非线性、时滞性、强扰动等特性，提出一种基于线性扩张状态观测器的改进滑模控制方法。首先，建立电磁悬浮系统的数学模型，通过分析模型的动力学特性，将数学模型线性化；其次，为了改善一般滑模变结构控制的抖振问题，采用改进的滑模控制方法，通过引入边界可变幂fal函数代替Sign符号函数且关联滑模增益和超平面函数，抑制系统抖振引起的不稳定性；最后，引进LESO观测器主要将系统总扰动量反馈补偿给滑模控制器，既可以缓解滑模控制器对模型的依赖程度，又能进一步提高系统抗干扰性和鲁棒性。仿真结果表明：相比于传统算法，基于LESO的改进滑模控制减小超调、较快响应速度、大幅度增强系统抗干扰性能和鲁棒性，对于克服中低速电磁悬浮列车在不同工况和复杂环境下运行的工程实现难题具有理论指导意义。