主动磁悬浮轴承控制系统设计

介绍了主动磁悬浮轴承系统的组成和基本原理。在建立单自由度主动磁悬浮轴承系统数学模型的基础上，分析了目前应用的PID控制器的不足，并提出了一种改进型PID控制器。仿真结果表明，这种控制器比目前应用的PID控制器有更优良的动态性能。     

磁悬浮水平振动台的研究

本文设计研究了磁悬浮水平振动工作台。对影响振动台性能的主要因素进行了优化设计，提出了磁极工作气隙的设计原则，阐述了合理选择工作气隙是提高磁悬浮刚度和力反馈灵敏度的有效途径。使用结果表明，这种磁悬浮工作台具有较强的实用价值。     

磁悬浮实验系统的设计与分析

文章设计了一套单自由度磁悬浮实验系统,分析了该系统的控制特性;并设计了一套模拟PID控制器,成功地对该系统实现了控制,且为其它高级控制算法的研究提供了一个很好的实验平台。     

主动磁悬浮轴承的解耦控制

运用解耦控制策略对六自由度刚性转子主动磁悬浮轴承（ＡＭＢ）进行控制,应用基于逆系统理论的状态反馈线性化方法,设计出非线性控制器。将ＡＭＢ这一多变量、强耦合及非线性的系统,分解为６个单变量无耦合的线性子系统,并对线性子系统进行了综合。仿真表明,此控制策略实现了各自由度之间的动态解耦,系统的动态性能较传统的ＰＩＤ控制方法有明显的提高。     

双自由度磁悬浮式桥梁振动能量采集器数值仿真和优化

提出了一种能利用桥梁振动能量为传感器持续供电的双自由度磁悬浮振动能量采集器(TMEH),该系统的能量采集效率远高于传统单自由度磁悬浮振动能量采集器(SMEH).推导了TMEH系统的运动控制方程和机电耦合方程;建立了TMEH的多目标优化模型,提出了基于NSGA2算法的能量采集器参数优化设计方法;最后将TMEH和SMEH在简谐振动激励和桥梁随机振动激励作用下的响应特性和能量采集效率进行了对比.研究结果表明:1)通过NSGA2算法优化设计,TMEH能获得更宽的采能带宽和更高的输出功率;2)TMEH比SMEH的采能效率有明显提高.在简谐振动激励和桥梁随机振动激励作用下,TMEH的输出功率比SMEH增加了约2倍.     

基于扩张状态观测器的磁悬浮球的反步控制

针对单自由度磁悬浮系统的非线性、不确定性和易受扰动等特点,提出一种基于扩张状态观测器的反步控制方法以提高系统的控制性能。在系统受到不确定性扰动的情况下,运用扩张状态观测器实时估计悬浮球的位置、速度和扰动信息,并将这种估计值与控制器设计相结合,然后采用反步法设计磁悬浮球的悬浮位置跟踪控制律,以Lyapunov方法证明系统的跟踪误差最终有界收敛。仿真结果表明,ESO-BS控制与PID控制相比,前者系统调节时间为0.01 s,后者调节时间为0.08 s,明显偏长,因此,ESO-BS控制的动态特性要优于PID控制。在系统存在不确定性的条件下,所设计的控制律能实现磁悬浮球的稳定悬浮,并能根据要求的悬浮高度位置实现位置跟踪。     

无源性控制在磁悬浮系统中的应用

针对磁悬浮系统非线性特点,提出无源性控制对策.从能量平衡角度,将一类仿射非线性系统转换为标准的哈密顿系统,给出了单自由度磁悬浮系统的模型.对系统外界干扰和参数不确定性问题,采用无源性理论设计控制器.文中直接采用哈密顿函数作为存贮函数,不仅保证了数学严密性,而且具有明确的物理意义.仿真结果表明,系统能够快速响应,而且控制方法简单,易于工程实现.     

基于密度聚类的磁悬浮平面电机模态参数估计

磁悬浮平面电机的高加减速运动需要轻量化设计，但轻量化设计也会导致磁悬浮平面电机出现不可接受的振动。对磁悬浮平面电机模态参数的准确估计是抑制振动的关键环节。该文提出了一种基于密度聚类的模态参数估计方法。首先利用两步迭代的系统辨识算法，得到系统的参数化频率响应函数；然后利用基于密度的有噪声空间聚类(DBSCAN)算法对系统进行模态分析，去除不稳定的数学模态点，并对物理模态点进行基于正态分布的离群点剔除，以获取最终的模态参数。仿真和试验表明，所提方法可以实现系统模态参数的准确估计。     

混合磁悬浮系统的数字控制研究

研制一种磁悬浮数字控制系统。采用TMS320VC33数字信号处理器(DSP)进行设计，对采样信号通过硬件、软件滤波相结合的方法有效地抑制了干扰，采用位置式和增量式相结合的PID控制算法，实现了磁悬浮装置稳定、精确的控制功能。     

新型磁悬浮精密定位平台的研究

针对磁悬浮精密定位平台的运动稳定性问题，设计了一种新型六自由度磁悬浮精密定位平台，该平台采用12个空心电磁线圈做定子、36块永磁体做动子，悬浮部分与驱动部分相互独立，从而很好地解决了由电磁线圈铁心引起的非线性以及悬浮与驱动单元之间的相互耦合问题．采用罗仑兹定律，分析了永磁体长度、线圈电流和悬浮位移对悬浮稳定性的影响，确定了平台的悬浮平衡位置，建立了平台在平衡位置附近的悬浮数学模型，并进行了动态响应仿真研究．研究结果表明，该磁悬浮精密定位平台在悬浮电流为2A、悬浮高度为0．5mm时可以稳定悬浮，因此可应用于需要超精密定位和超洁净环境的半导体光刻装置中。     

基于RBF神经网络的非线性磁悬浮系统控制

磁悬浮系统是一个典型的不确定、非线性系统.由于磁悬浮系统的复杂性很难建立精确的数学模型,采用RBF神经网络(RBFNN)对非线性磁悬浮系统进行辨识,再根据神经网络自适应控制原理设计了非线性磁悬浮系统的神经网络自适应状态反馈控制器与自适应PID控制器,并利用MATLAB进行了仿真.仿真结果表明,神经网络自适应控制能很好地控制本磁悬浮系统;神经网络自适应控制器对于此非线性磁悬浮系统位置具有良好的控制效果,该控制系统具有较好的稳态特性和控制特性.     

基于神经网络逼近的磁浮列车动态悬浮控制

为了有效提高磁浮列车悬浮系统在负载扰动和轨道不平顺扰动下的动态特性,提出了一种基于Lyapunov稳定性分析的径向基神经网络逼近算法使悬浮间隙能够在有界范围内达到最优。首先,以悬浮负载为受控对象建立系统垂向动力学方程和电压控制方程,以此构造能够表征系统非线性的状态空间方程。其次,确定径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络基本结构,根据悬浮间隙误差约束条件和控制电流构造输入输出,并以此设计控制律保证所输出悬浮间隙能够在多种扰动的综合作用下持续稳定;再次,基于Lyapunov稳定性第二判据证明系统闭环稳定,能够在误差整定过程中使得间隙误差收敛于无穷小。最后,通过与目前应用较为广泛的比例-积分-微分(proportion-integral-derivative, PID)控制算法进行仿真对比,在非线性负载力和不平顺扰动下分析验证所提出控制算法的有效性。结果表明:所提控制算法比PID控制算法具有更好的鲁棒性。     

用于地铁机车的飞轮电池磁悬浮控制系统的设计

首先论述了将飞轮电池作为地铁机车的辅助动力的优越性和工作原理,提出了一种永磁和电磁混合控制的磁悬浮轴承设计方案,对磁悬浮轴承控制系统进行了动力学分析和建模仿真,设计了PID控制器,并对磁悬浮控制方案进行了实验研究,仿真和实验结果证实了本文提出的磁悬浮控制系统方案的可行性．     

磁悬浮系统的反推滑模控制

针对磁悬浮系统的非线性、开环不稳定性,将其模型在平衡点附近线性化,并根据得到的状态方程设计了对系统不确定性具有较强鲁棒性的反推滑模控制器,实现了对磁悬浮系统的闭环稳定控制。在Matlab Simulink仿真环境下建立系统的实时控制框图并通过RTW工具箱生成可执行代码,实现了钢球的悬浮与控制。实验结果表明,所设计的反推滑模控制器能实现钢球的稳定悬浮并具有良好的动态跟踪性能。     

基于人工智能负载估计系统的磁浮列车垂向振动 主动控制

提出了基于人工智能负载估计系统的磁浮列车悬浮系统主动控制方法。给出单点悬浮数学模型,并基于劳斯-赫尔维兹判据证明该模型开环不稳定;考虑负载特征和实时悬浮变化,利用多层人工神经网络对悬浮系统控制量的输出进行主动控制;采用非支配排序遗传算法(NSGA)对系统参数进行优化。结果表明:所提出的控制方法具有较好的鲁棒性,在较大负载扰动时仍然能够保持相对较小的误差。     

基于PSO磁悬浮球系统自适应灰预测控制

目的 针对磁悬浮球系统非线性不稳定和滞后性的问题,提出一种基于粒子群优化的自适应灰色预测 PID (Proportion Integration Differentiation)复合控制策略。 方法 通过在 PID 控制模块的反馈环中引入具有等维新息特征的灰色预测器,对系统误差进行及时反馈修正,以提高控制系统的响应速度和鲁棒性;同时,融合粒子群智能算 法对控制器参数迭代优化,以提高控制系统控制精度和抗干扰能力;最后,在 MATLAB / Simulink 环境下搭建仿真 平台进行对比实验。 结果 验证基于粒子群优化的自适应灰预测控制系统模型的超调量、峰值时间、调节时间显著 改善。 结论 证实该策略可以有效抑制系统滞后性,具有良好的稳定性和鲁棒性。     

一种基于禁忌神经网络的网络入侵检测模型

随着互联网的发展和普及,传统网络入侵防范方法如防火墙、数据加密等已经很难保证系统和网络资源的安全。为此,本文设计了基于改进禁忌算法和神经网络的网络入侵检测方法。首先建立三层的BP神经网络模型用于实现入侵检测。然后通过BP反向传播算法获取网络的权值和阀值等参数,并设计了一种基于双禁忌表的改进禁忌优化算法,采用此改进的禁忌优化算法对BP算法优化得到的权值和阀值进行进一步寻优。最后,将禁忌算法优化后的神经网络用于网络入侵检测。仿真实验表明,此方法能够有效地实现网络入侵检测,具有较快的收敛速度和较高的检测率,是一种适合网络入侵检测的可行方法。