模塊是EMS 型磁懸浮列車的基本功能單元，常用的懸浮控制方法是將其兩端等效為兩個
完全獨立的對象分別設(shè)計控制器。實際上模塊兩端的運動狀態(tài)是互相耦合的，獨立設(shè)計的控制器很難解決彼此之間的狀態(tài)耦合。本文針對這種耦合情況，將模塊視為一個剛體對象，采用反饋線性化方法實現(xiàn)模塊運動的電氣解耦，并針對模型的不確定性設(shè)計了模塊懸浮系統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)控制器。仿真結(jié)果表明，該自適應(yīng)控制器有效地解決耦合問題，提高懸浮系統(tǒng)的性能。
關(guān)鍵詞：磁懸浮列車，模塊懸浮系統(tǒng)，模型參考自適應(yīng)控制，反饋線性化，耦合
常導(dǎo)電磁吸力型（EMS）中低速磁懸浮列車通常采用模塊化的磁轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)。文獻[1]證明：合理的機械設(shè)計可以通過防側(cè)滾梁實現(xiàn)兩個模塊間的機械解耦。因此，磁浮列車的懸浮控制可以簡化為模塊的獨立懸浮控制問題。模塊中包含四個懸浮電磁鐵（如圖1 所示），沿列車行進方向分為兩組。通常認為每組電磁鐵具有獨立的控制自由度，并將一組電磁鐵等效為一個電磁鐵，分別由兩套獨立的控制器控制兩組電磁鐵，從而將磁懸浮列車的懸浮問題簡化為單個電磁鐵（簡稱單鐵）的懸浮問題[2~4]。然而這種簡化忽略了模塊兩組電磁鐵的運動狀態(tài)會通過耦合的方式互相影響，無法主動克服兩組電磁鐵之間存在的耦合問題。磁懸浮系統(tǒng)是一個典型的非線性系統(tǒng)，并且系統(tǒng)模型存在很強的不確定性。模型參考自適應(yīng)控制是一種比較成熟的自適應(yīng)控制方法[5]，對系統(tǒng)模型的不確定性和外部擾動都有很好的抑制作用。
本文將模塊作為一個剛體對象，研究如何通過設(shè)計控制器來解決模塊內(nèi)部兩組電磁鐵的耦合問題，采用模型參考自適應(yīng)控制方法抑制模型的不確定性，并通過仿真驗證了該控制方案的有效性。