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為了驗證所設計控制器的有效性，利用MATLAB進行仿真。圖3.3為數(shù)控加工 中心雙電磁懸浮系統(tǒng)氣隙、速度雙重交叉耦合同步控制仿真圖。系統(tǒng)仿真參數(shù)如第二

章所示速度、氣隙交叉耦合同步控制仿真圖如圖3.3。

仿真i:耦合雙電懸浮系統(tǒng)有無采用速度、氣隙雙重交叉耦合同步控制器同步誤 差仿真曲線比較。

圖3.4為數(shù)控加工中心單電磁懸浮系統(tǒng)受到500N的脈沖干擾力時耦合雙電磁懸 浮系統(tǒng)分別采用和不采用氣隙、速度交叉耦合同步控制時雙電磁懸浮系統(tǒng)同步誤差仿 真曲線對比圖。圖中曲線1為沒有采用任何控制器的同步誤差曲線，曲線2為采用了 氣隙、速度雙重交叉耦合同步控制時兩個電磁懸浮系統(tǒng)的同步誤差仿真曲線。

由圖3.4可知米用氣隙、速度雙重交叉耦合同步控制相比于沒有米用任何控制器 時可以很好地減小兩個耦合電磁懸浮系統(tǒng)的同步誤差。

仿真2:耦合雙電磁懸浮系統(tǒng)其中一個懸浮系統(tǒng)受到500N階躍擾動時同步誤差 仿真曲線。

由圖3.5可知氣隙、速度交叉耦合同步控制器使得雙電磁懸浮系統(tǒng)在受到500N 階躍擾動時產生的同步誤差非常小，且能快速的重新回到同步運行狀態(tài)。

仿真3:當雙電磁懸浮系統(tǒng)的其中一個懸浮系統(tǒng)受到500N周期為4秒擾動時仿真。

由圖3.6可知受到周期擾動時兩個電磁懸浮系統(tǒng)仍能使同步誤差達到l(T⁵m內，

且能快速的回到平衡位置，因此證明了控制器使得雙懸浮系統(tǒng)受到周期擾動時同步誤 差仍然很小。

3. 5本章小結

數(shù)控龍門加工中心懸浮的機械橫梁是由雙電磁懸浮系統(tǒng)共同控制，因此本章對兩 個電磁懸浮系統(tǒng)的耦合狀況進行了分析。通過對兩個電磁懸浮系統(tǒng)的受力分析并利用 牛頓第二定律推導出兩個電磁懸浮系統(tǒng)的耦合定量關系。耦合的存在并不都是不利 的，由于兩個電磁懸浮系統(tǒng)由機械橫梁連接在一起，所以可以使兩個電磁懸浮系統(tǒng)具 有強迫的協(xié)調同步性能，利用機械耦合可以提高兩個電磁懸浮系統(tǒng)的同步性能提高加 工精度。在耦合存在的基礎上設計了氣隙、速度雙重交叉耦合同步控制來降低兩個懸 浮系統(tǒng)的同步誤差。仿真結果表明氣隙、速度交叉耦合同步控制可以很好地減小兩個 懸浮系統(tǒng)懸浮氣隙的同步偏差。