解耦自抗扰控制算法

轨缝波动近零

针对磁浮关节悬浮架两点强耦合，设计基于矩阵对角化的反馈解耦与扩张状态观测器，结合自抗扰控制实现总扰动实时补偿，有效消除耦合引起的间隙波动。

Zikang, Li · Wang, Zhiqiang · Yang, Yang · 龙志强

Tiedao Xuebao/Journal of the China Railway Society 2025

技术优势

两点解耦

基于矩阵对角化的反馈解耦结合扩张状态观测器，解决参数变化引起的耦合误差，从根源上消除关节结构内两点间的耦合效应。

扰动自动补偿

采用自抗扰控制实时估计并补偿解耦后系统的总扰动，包括气动载荷和参数不确定性，无需精确建模即可抑制扰动影响。

抗扰鲁棒性好

悬浮系统对气动载荷、参数不确定等各类扰动表现出理想的鲁棒性，增强了高速运行下的可靠性。

应用场景

• 高速磁浮列车悬浮控制：替换现有的耦合控制律，消除关节结构间隙波动，提升悬浮稳定性。
• 主动抗扰运动控制：将自抗扰控制用于悬浮系统的实时扰动补偿，增强对气动载荷的适应性。
• 多自由度耦合系统控制：通过矩阵对角化解耦，解决多自由度耦合系统中的相邻点交叉影响。
• 电磁悬浮平台：为电磁悬浮平台提供无需精确模型的抗扰控制方案，抑制外界扰动。