基于LADRC的悬浮控制优化研究

作者：余建国^*; 木柏林

来源：铁道科学与工程学报, 2022, 19(12): 3477-3483.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20220069

• 磁悬浮
• PID
• LADRC
• 优化
• 鲁棒性

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。

• 单位
  机电工程学院; 江西理工大学