关键词：磁悬浮汽车;非线性模型预测控制;扩张状态观测器;扩展卡尔曼滤波器;横向控制
摘 要：针对横向力不足、模型不确定和时变扰动环境下的永磁电动悬浮汽车横向运动控制问题，提出一种改进非线性模型预测横向跟踪控制方法(NMPC-ESO-EKF)以实现车辆横向精准控制. 首先，提出通过偏转磁轮来补偿系统横向力的横向运行模式，以此建立横向非线性动力学模型. 然后，建立含有约束条件的NMPC控制器，并构造扩张状态观测器(ESO)来观测系统内外扰动以补偿控制输入，同时引入扩展卡尔曼滤波器(EKF)来消除传感器测量噪声对ESO观扰的影响. 最后，搭建联合仿真平台和实验平台进行仿真与实验验证. 研究结果表明：永磁电动悬浮汽车在横向运行模式下能有效实现左右横移运动；与PID-EKF控制相比，在定常数参考信号下，NMPC-ESO-EKF超调量降低98.90%，系统调节时间降低47.78%；方波参考信号下，系统平均超调量和平均跟踪误差分别降低93.77%和36.13%；施加扰动后，系统横向位移波动幅值减小34.51%，恢复时间缩短42.08%，横向控制精度与抗扰能力大幅提升，为永磁电动悬浮汽车横向控制研究提供一定参考.
内 容：原文可通过湖北省科技资源共享服务平台(https://www.hbsts.org.cn/)获取