基于LADRC的悬浮控制优化研究

摘要：

磁悬浮作为一种高新技术,具有无摩擦,低功耗和无污染等优点,已经在各个领域中被广泛应用.针对磁悬浮因外部扰动和参数变化时引起的超调量大等问题,通过引入线性自抗扰控制(Linear active disturbance rejection control,LADRC)算法来解决上述难题.以单点磁悬浮球作为研究对象,由于该磁悬浮球系统具有高度非线性、时滞性和不确定性等特点,因此为实现其悬浮球的稳定悬浮和获取系统满意的动态性能,用LADRC算法来降低对被控对象的依赖程度,建立悬浮球的非线性数学模型,并进行算法的优化及推导.为更好说明所提算法的新颖性,分别利用滑模变控制(Sliding mode control,SMC),PID和LADRC进行比较.仿真结果表明:虽然PID和SMC都能实现悬浮球的稳定悬浮,但是却具有较大的超调量,且这种动态平衡极易被外部扰动所打破.相反,只有LADRC算法能满足两者的不足,不仅具有较快的响应速度和较小的超调量等众多优点,而且其抗干扰能力都要远大于PID和SMC.并且系统的外部扰动值越大,其抗干扰效果就更明显.另外将不同参考信号(正弦和方波信号)作为输入时,LADRC算法的跟踪效果最佳,其次是SMC,最后是PID,所以LADRC算法也具有良好的鲁棒性和适用性.同时这也可进一步促进LADRC算法在磁悬浮技术中的工程应用.

关键词：磁悬浮、PID、LADRC、优化、鲁棒性

所属期刊栏目：19

分类号：U125(城市交通运输)

资助基金：江西省高校人文社会科学研究基金资助项目GL1544

在线出版日期：2023-02-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：3477-3483