模塊是EMS 型磁懸浮列車(chē)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(gè)
完全獨(dú)立的對(duì)象分別設(shè)計(jì)控制器。實(shí)際上模塊兩端的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是互相耦合的，獨(dú)立設(shè)計(jì)的控制器很難解決彼此之間的狀態(tài)耦合。本文針對(duì)這種耦合情況，將模塊視為一個(gè)剛體對(duì)象，采用反饋線性化方法實(shí)現(xiàn)模塊運(yùn)動(dòng)的電氣解耦，并針對(duì)模型的不確定性設(shè)計(jì)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(wèn)題，提高懸浮系統(tǒng)的性能。
關(guān)鍵詞：磁懸浮列車(chē)，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(chē)通常采用模塊化的磁轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)[1]證明：合理的機(jī)械設(shè)計(jì)可以通過(guò)防側(cè)滾梁實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模塊間的機(jī)械解耦。因此，磁浮列車(chē)的懸浮控制可以簡(jiǎn)化為模塊的獨(dú)立懸浮控制問(wèn)題。模塊中包含四個(gè)懸浮電磁鐵（如圖1 所示），沿列車(chē)行進(jìn)方向分為兩組。通常認(rèn)為每組電磁鐵具有獨(dú)立的控制自由度，并將一組電磁鐵等效為一個(gè)電磁鐵，分別由兩套獨(dú)立的控制器控制兩組電磁鐵，從而將磁懸浮列車(chē)的懸浮問(wèn)題簡(jiǎn)化為單個(gè)電磁鐵（簡(jiǎn)稱(chēng)單鐵）的懸浮問(wèn)題[2~4]。然而這種簡(jiǎn)化忽略了模塊兩組電磁鐵的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)通過(guò)耦合的方式互相影響，無(wú)法主動(dòng)克服兩組電磁鐵之間存在的耦合問(wèn)題。磁懸浮系統(tǒng)是一個(gè)典型的非線性系統(tǒng)，并且系統(tǒng)模型存在很強(qiáng)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(duì)系統(tǒng)模型的不確定性和外部擾動(dòng)都有很好的抑制作用。
本文將模塊作為一個(gè)剛體對(duì)象，研究如何通過(guò)設(shè)計(jì)控制器來(lái)解決模塊內(nèi)部?jī)山M電磁鐵的耦合問(wèn)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(guò)仿真驗(yàn)證了該控制方案的有效性。