数控机床是机械制造业重要的加工设备,然而其在工作过程中移动平台与导轨之间存在的摩擦将会影响产品的加工精度。为了消除摩擦所带来的不良影响,具有无摩擦、无磨损等特点磁悬浮技术成为了精密加工领域的研究热点。然而磁悬浮系统具有高度非线性、强耦合等特点,使得磁悬浮系统的控制问题非常具有挑战性。因此,本文以磁悬浮平台竖直方向的支撑部分为研究对象,设计磁悬浮系统控制器,以实现高性能的控制要求。具体内容如下:首先,介绍了磁悬浮平台国内外研究现状,在此基础上叙述了磁悬浮平台的结构及其工作原理,建立单电磁悬浮系统数学模型,在此基础上通过坐标变换理论对非线性数学模型进行转换,以便于控制器的设计。其次,针对单电磁悬浮系统开环不稳定、高度非线性等特点,采用了二阶终端滑模变结构控制策略。设计了非线性滑模面并将同步误差考虑在其中,采用超螺旋算法计算控制律。该方法有效地削弱了抖振现象,并能够使磁悬浮系统保持稳定且具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。再次,针对支撑磁悬浮平台的各个单电磁悬浮系统之间存在耦合的问题,在实现单电磁悬浮系统稳定悬浮的基础上,设计了环形耦合同步控制结构与模糊控制相结合的同步控制器。环形耦合同步控制策略在考虑单电磁悬浮系统跟踪误差的基础上,还考虑了相邻两系统之间的同步误差,同步误差通过补偿模块反馈到系统的输入端,以此来实现磁悬浮平台的平稳悬浮。本为采用模糊控制器作为补偿模块,以同步误差的大小及其变化率作为模糊控制器的输入,更加灵活地对系统输入端进行补偿,以提高磁悬浮平台的同步悬浮性能。最后,利用Matlab/simulink对上述两种控制方案进行验证,仿真结果表明,单电磁悬浮系统控制策略能够使系统快速悬浮到目标高度,并保持较强的抗干扰能力。本文所采用的同步控制策略与比例增益型环形耦合控制、偏差耦合同步控制和相邻交叉耦合同步控制在同等条件下进行仿真,仿真结果表明模糊环形耦合同步控制具有更快的响应速度和更强的抗干扰能力。