进给平台直线电动机磁悬浮系统控制策略的研究

摘要

针对用于数控机床进给平台的直线电动机磁悬浮系统(Linear motor magnetic levitation system,LMMLS)具有非线性、扰动的不确定性以及随负载质量而变化的参数不确定性的特点,文章提出采用距离型模糊控制(Distance type fuzzy reasoning control,DFC)策略,以保证系统对这些不确定性具有良好的控制性能。首先,建立LMMLS的数学模型,给出悬浮力的解析表达式以及状态方程;其次,构造输入与输出语言变量的隶属度函数以及模糊规则;然后,利用曼哈顿算法计算每一条控制规则的前件与给定事实之间的距离,并根据该特征求出推理结果的模糊集合,最后,根据分离原则计算出推理结果;仿真结果表明,与PI控制相比较,DFC控制的磁悬浮系统响应速度快、超调量小,有效改善系统的动态性能;对于外界不确定性扰动具有较强的鲁棒性与稳定性。