摘    要：针对电磁永磁混合型ems磁浮列车悬浮控制中因参数撮动引起的不确定性问题，v popov超稳定理论为基础设计了模型参考自适应悬浮控制器。根据系统非线性模型和悬浮控制的性能指标要求确定了系统的参考模型。为了满足popov定理的条件，设计了前向补偿器，得到了比例积分自适应律。结合混合系统实际的控制特点对自适应律进行了简化并分析了其稳定性。仿真与实验结果表明，采用自适应机制后，系统的动态响应过程平稳，在间隙阶跃时表现出稳健性，从而能改善磁悬浮系统的性能。

关键词：混合悬浮；超稳定；自适应控制

中图分类号：tp 273    文献标识码：a

    电磁永磁混合悬浮技术由于悬浮功耗小、对车载电源技术要求低、承载比高等优点，成为当前新型磁悬浮研究领域的热点之一。经典的pid和极点配置等线性控制方法只能保证系统在平衡点附近具有较好的动态性能，当承载质量变化而导致系统较大地偏离平衡点时，系统的悬浮性能将明显恶化。模型参考自适应控剖( mrac)方法根据系统状态和输出误差调整控制参数，使实际系统获得与参考模型等同的性能。popov超稳定理论是进行自适应控制设计和分析的重要方法，与李雅普诺夫设计方法相比，这种方法能得到结构简单、可调参数少的mrac系统，便于工程应用。

    为保证混合磁浮系统在承载质量变化前后的悬浮性一致，本文基于popov超稳定理论设计了模型参考自适应控制器，从工程应用的角度简化了控制器结构。

  1)混悬系统的非线性模型  电磁永磁混合磁浮系统，如图1所示。

   

  其非线性模型为

式中，g为重力加速度；肛。为真空磁导率；肛。为永磁材料的相对磁导率；皿为永磁矫顽力；5为等效磁极面积；ⅳ为电磁线圈匝数；6，。为永磁铁长度；6为悬浮间隙；r为线圈电阻；“为线圈两端电压；i为线圈电流；m为悬浮质量；f。为磁力。

    2)参考模型的选取利用快速电流环提升电流的跟踪速度。“，同时在零电流平衡点(6。，i。)(i。=o)进行泰勒展开，得到系统的线性传递函数为

    根据式(4)可知，快速电流环的引入使得原系统降阶为二阶系统。对于二阶系统而言，主要的指标是阻尼f和频带m，取参考模型为

    1)自适应控制器结构含自适应控制器的悬浮系统模型，如图2所示。

   

    棍据式(4)，式(5)可知，混合磁浮系统是无零点系统，因而自适应控制器的设计可考虑采用调节前馈和反馈补偿网络方法达到等效调节对象参数的目的。根据超稳定定理的要求，前向方块必须是正实的，选取如下的前向补偿器：

    在磁悬浮控制中，要求的控制目标通常为定电流或者定间隙控制，结合popov超稳定理论的控制器设计，选用比例积分自适应律，则反馈补偿控制律为

 

  在这个自适应律中，决定了e的收敛速度。在实际的磁悬浮控制中，位置的微分信息y通过加速度传感器信息yp。的积分y。来实现，所以上述的比例积分自适应律转化为