磁悬浮器线性控制与非线性控制的比较

J. Beltrán, Carlos Vergara Ramírez, Joan Stiven Herrera Guayazan
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摘要

本文介绍了常规磁悬浮列车的两种SISO型位置控制器的设计和结果,旨在比较两种控制方法实施后系统的动态。为了设计控制器,从静态、电磁力和电感特性出发,建立了磁悬浮列车的近似数学模型。一旦建立了数学模型,就可以从带有积分器的状态反馈中提出线性控制律,估计速度和电流。针对非线性控制的设计,提出了一种输入输出线性化的控制律。最后,将系统动力学与所实现的控制器进行了比较,并进行了质量修改,以验证控制器的鲁棒性,以及外力和电气噪声等干扰。最后,可以得出结论,与非线性控制器相比,线性控制器在稳态误差方面具有令人满意的响应,增加了较低的处理成本。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Comparación de un control lineal y no lineal en un levitador magnético
El articulo presenta los disenos y resultados de dos controladores tipo SISO de posicion para un levitador magnetico convencional, con la motivacion de comparar las dinamicas de los sistemas posterior a la implementacion de ambos metodos de control. Para el diseno de los controladores se obtuvo el modelo matematico aproximado de un levitador magnetico a partir de caracteristicas estaticas, de fuerza electromagnetica e inductancia. Una vez establecido el modelo matematico se planteo una ley de control lineal a partir de una realimentacion de estados con integrador, estimando la velocidad y corriente. Para el diseno del control no lineal se propuso una ley de control de tipo linealizacion entrada salida. Por ultimo, se comparo la dinamica del sistema con los controladores implementados y se realizaron modificaciones de masa para verificar la robustez de los controladores, ademas de perturbaciones tales como fuerzas externas y ruido de tipo electrico. Finalmente, fue posible concluir que el controlador lineal tiene una respuesta satisfactoria en terminos de error de estado estacionario, anadiendo un menor costo de procesamiento en comparacion al controlador no lineal.
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