[發明專利]直線電梯的磁懸浮導向系統穩定運行的控制方法

無效

• 申請號: 201410625099.4
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN104444647A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 廖秀義;胡雨薇;胡慶;于海雁;韓露;張雪
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: B66B1/06
• 分類號: B66B1/06;B66B7/02
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周楠

1.一種直線電梯的磁懸浮導向系統穩定運行的控制方法，其特征在于：該方法步驟如下：

(1)對于單磁懸浮導向系統進行數學建模；

(2)對單磁懸浮導向系統的數學模型采用分數階PI^λD^μ控制方法；

(3)對分數階PI^λD^μ的控制參數用模糊控制的輸出量代替；

(4)利用模糊邏輯實現控制器參數的在線調整。

2.根據權利要求1所述的直線電梯的磁懸浮導向系統穩定運行的控制方法，其特征在于：步驟(1)建立單磁懸浮導向系統的數學模型過程如下：電磁導向系統在X軸方向和Y軸方向受力相似，以X軸方向電磁鐵為研究對象進行受力分析和建模；

上端為導軌，下面是電磁鐵繞有通電線圈；δ₀表示懸浮間隙；F(i,δ)表示電磁鐵的電磁吸力；f_d(t)為外部干擾；i(t)為控制線圈的電流；u(t)表示控制線圈兩端的電壓；Φ_M為氣隙磁通；Φ_L為露磁通；每個U型電磁鐵單極線圈匝數為N/2，忽略鐵芯磁阻，漏磁及渦流損耗；

由于直線電梯是垂直運動的，電梯轎廂重力由直線電機推力抵消；可得導向裝置的運動力學方程為：

式中m表示轎廂質量；f_d(t)為外部干擾；

電磁鐵與導軌所組成磁路的磁阻主要集中在兩者的氣隙上，有效氣隙磁阻為：mδ··=F(i,δ)+f(t):]]>

其中μ₀＝4π×10^-7為真空磁導率；A為電磁鐵鐵心截面積；

令R_T＝R_δ+R_δ為總磁阻，則：

由等效磁路，可以計算氣隙磁通：Φ(i,δ)=Ni2+Ni2RT=Ni2δ(t)μ0A=μ0ANi(t)2δ(t);]]>

單電磁鐵線圈電感為：L(i,δ)=Ni(t)Φ(i,δ)=N22δ(t)μ0A=μ0AN22δ(t);]]>

單電磁鐵的電磁吸力為：F1(i,δ)=2FPol(i,δ)=μ0AN2i2(t)4δ2(t);]]>

從上式中可以看出單電磁鐵的電磁吸力F₁(i,δ)與電流i(t)的平方成正比，與氣隙δ(t)的平方成反比；因此單電磁鐵的電磁吸力與氣隙和電流成非線性關系；

單電磁鐵的電壓方程為：u(t)=Ri(t)+NdΦ(i,δ)dt=Ri(t)+μ0AN22δ(t)i·(t)-μ0AN2i(t)2δ2(t)δ·(t);]]>

其中，R為單電磁鐵線圈電阻；

由此可知單電磁鐵的數學模型為：mδ··(t)=-F1(i,δ)+F2+fd(t)F1(i,δ)=μ0AN2i2(t)4δ2(t)u(t)=Ri(t)+μ0AN22δ(t)i·(t)-μ0AN2i(t)2δ2(t)δ·(t).]]>