为了验证所设计控制器的有效性，利用MATLAB进行仿真。图3.3为数控加工 中心双电磁悬浮系统气隙、速度双重交叉耦合同步控制仿真图。系统仿真参数如第二

章所示速度、气隙交叉耦合同步控制仿真图如图3.3。

仿真i:耦合双电悬浮系统有无采用速度、气隙双重交叉耦合同步控制器同步误 差仿真曲线比较。

图3.4为数控加工中心单电磁悬浮系统受到500N的脉冲干扰力时耦合双电磁悬 浮系统分别采用和不采用气隙、速度交叉耦合同步控制时双电磁悬浮系统同步误差仿 真曲线对比图。图中曲线1为没有采用任何控制器的同步误差曲线，曲线2为采用了 气隙、速度双重交叉耦合同步控制时两个电磁悬浮系统的同步误差仿真曲线。

由图3.4可知米用气隙、速度双重交叉耦合同步控制相比于没有米用任何控制器 时可以很好地减小两个耦合电磁悬浮系统的同步误差。

仿真2:耦合双电磁悬浮系统其中一个悬浮系统受到500N阶跃扰动时同步误差 仿真曲线。

由图3.5可知气隙、速度交叉耦合同步控制器使得双电磁悬浮系统在受到500N 阶跃扰动时产生的同步误差非常小，且能快速的重新回到同步运行状态。

仿真3:当双电磁悬浮系统的其中一个悬浮系统受到500N周期为4秒扰动时仿真。

由图3.6可知受到周期扰动时两个电磁悬浮系统仍能使同步误差达到l(T⁵m内，

且能快速的回到平衡位置，因此证明了控制器使得双悬浮系统受到周期扰动时同步误 差仍然很小。

3. 5本章小结

数控龙门加工中心悬浮的机械横梁是由双电磁悬浮系统共同控制，因此本章对两 个电磁悬浮系统的耦合状况进行了分析。通过对两个电磁悬浮系统的受力分析并利用 牛顿第二定律推导出两个电磁悬浮系统的耦合定量关系。耦合的存在并不都是不利 的，由于两个电磁悬浮系统由机械横梁连接在一起，所以可以使两个电磁悬浮系统具 有强迫的协调同步性能，利用机械耦合可以提高两个电磁悬浮系统的同步性能提高加 工精度。在耦合存在的基础上设计了气隙、速度双重交叉耦合同步控制来降低两个悬 浮系统的同步误差。仿真结果表明气隙、速度交叉耦合同步控制可以很好地减小两个 悬浮系统悬浮气隙的同步偏差。