磁悬浮系统智能主动抗扰控制技术研究

2024/11/29
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项目计划总投入:30万元
奖励金额:面议
单位名称:福建省民益建设工程有限公司
所属领域:高端装备制造
技术需求类型:关键核心(共性)技术
期望合作方式:联合开发
联系人:顾**
联系电话:18206019297

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项目需求说明

本项目旨在提升磁悬浮系统的稳定性、抗干扰能力和安全性。然而,在实施过程中,我们面临以下技术难题和发展瓶颈:

1. 由于电磁吸力和悬浮间隙之间的强非线性反比关系,加之不同运行工况下的系统不确定性扰动强、传感器随机噪声大等实际问题,磁悬浮系统不可避免地存在不确定性扰动与随机噪声干扰使得悬浮系统控制变得愈发困难,要解决观测精度下降和扰动抑制能力变差的问题。磁悬浮系统这种强非线性、强不确定性系统,一般算法在系统平衡点外的悬浮效果不佳。针对具备高度复杂度和不确定的磁悬浮系统,设计一种弱依赖被控对象模型且具备强鲁棒特性的控制算法,提升悬浮控制系统的综合控制品质,简化并改善参数难以整定及输出抖振问题,能够方便地修改特征点,提升适应能力。

2. 三个关键科学问题:1)如何从边界层函数重构的角度出发构造新型离散时间最优控制,进行设计出高效的跟踪微分器算法实现对悬浮系统时变带噪声信号的有效滤波与微分提取;2)如何引入离散时间最优控制率设计不同的状态误差反馈控制函数来构造扩张状态观测器算法,实现对多源实时动态总扰动的估计;3)采用何种能够实现在线实时的人工智能算法对算法进行参数自适应调节,使得在不同运行工况下能够实现对信息的有效估计,最终构造出智能主动抗扰控制技术架构实现对磁悬浮系统的高效控制。

3. 旨在系统算法状态在转移过程中具备软着陆的良好性能,使得相关算法具备智能化的特征,并且引入人工智能方法对算法核心参数进行调节,使得算法参数能够根据磁悬浮系统自适应调节,而后形成一套实用的智能主动抗扰控制技术研究,实现磁悬浮系统传感器信号的高效滤波与微分提取,同时实现不同运行工况下多源动态扰动实时估计与补偿,最终提升磁悬浮控制品质与安全性。

现有基础条件情况

本项目目前还在筹备阶段。项目预计投入资金30万元,有磁悬浮系统研究平台,已搭建1套磁浮小车试验平台,该试验平台是由车体、轨道和底座组成的吸力型常导磁浮系统,其中车体包含牵引装置、转向架结构以及悬浮装置。电磁铁与轨道下表面之间的实时间隙通过间隙传感器采集,同时加速度传感器采集垂向加速度信号,控制系统根据反馈的间隙信号、加速度信号和检测到的电流信号对磁浮小车进行悬浮控制。控制过程中的各传感器数值可通过上位机查看与下载保存,还可通过上位机向小车发送牵引命令,使牵引变流器输出驱动直线电机牵引小车行进,能够开展各种控制算法验证工作。

预期成果及经济社会生态效益

1、采用电磁力代替接触力实现支撑、牵引和制动,突破了黏着极限的限制,利用提出的算法解决磁悬浮控制系统中遇到的阻尼信号提取困难、定位信号滤波效果差、扰动冲击大等问题,提高磁悬浮系统的稳定性与安全性。

2、本项目将推动磁悬浮系统迭代更新,磁悬浮系统应用在各种高端设备,如列车、磁悬浮挂天平、磁悬浮电机等,本项目构造出更适合的磁悬浮系统的智能主动抗扰控制技术,这将整个行业向更加自动化和智能化的方向发展,实现资源的优化配置。

对技术难题解决应征方要求

一、资质条件

应征方需具备在信号处理与主动抗干扰控制、多智能体协同控制研究方面具有相关资质,并且具有丰富的理论和实践经验和长期研究。

二、科研能力

    应征方需拥有一支高水平的研发团队,团队成员应具备信号处理、自抗扰控制等相关领域的专业背景和丰富经验。

三、项目时限

    项目应在签约后6个月内完成初步实施。

四、后期支持:

应征方需提供至少一年的技术支持及模型优化。

五、数据安全:应征方需确保在项目实施过程中,注重数据的安全性和隐私性,遵循相关法律法规

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