数字单周期电流控制在电磁悬浮系统中的应用

作者：蒋启龙; 梁达; 阎枫电磁悬浮系统串级控制电流环斩波器

摘要：在串级控制的电磁悬浮系统中,电流环的响应速度和精度对整个悬浮控制起着至关重要的作用.为了加快悬浮系统电流环的响应速度以及减小跟随误差,基于TMS320F28335设计了EMS(electromagnetic suspension system)的数字单周期控制(digital one-cycle control,D-OCC)电流控制器.以悬浮斩波器为研究对象,建立起DOCC的数学模型,对额定悬浮工作点处斩波器电流的D-OCC算法进行了详细推导;通过Simulink平台对算法进行仿真验证,并将D-OCC的电流环投入到实际悬浮系统中进行悬浮实验.实验结果表明:对频率为5Hz,幅值为3A的方波信号进行跟随时,传统PID控制在方波上升沿和下降沿均存在一定的超调,且稳定后存在不小于20mA的跟随误差,D-OCC在调节过程中不存在超调,且稳定后没有跟随误差,说明D-OCC算法能够实现对指令电流快速、准确跟随;采用电流环D-OCC的悬浮系统起浮过程需要约0.4s的调整时间,并且悬浮稳定后可以克服50%荷载扰动和1.5mm气隙扰动,说明该方法可以实现系统稳定悬浮,且具有较强的鲁棒性能.

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