电磁永磁混合磁悬浮列车的磁铁结构优化设计

根据力学模型提出了增大混合磁铁磁轭高度以提高承载力的方法,从承载能力、可控性及永磁工作点3个角度展开对混合磁铁结构参数的优化分析。理论分析及仿真结果表明,适当增大永磁截面积在满足系统承载力要求的同时能提高磁铁可控性;合理选取永久磁铁的截面积和厚度参数能保证磁铁工作在最大能积点。     

磁悬浮系统自适应控制方法研究

首先建立了磁悬浮系统在平衡点的数学模型,为自适应控制器选择了恰当的状态模型和参考模型。在此基础上对自适应控制进行了理论和仿真分析,并在硬件上用DSP实现了自适应控制,得出自适应控制方法能够对悬浮系统进行有效的大范围的稳定控制的结论。     

考虑金属橡胶件的永磁磁悬浮系统特性分析

从根轨迹的角度研究了金属橡胶件对系统的影响,在合理简化和假设的系统模型基础上,分析了弹性系数对开环零极点分布及稳定域的影响;在双环控制器作用下,研究了弹性系数对闭环系统稳定域的影响.仿真结果表明,弹性系数越小,开环系统的不稳定极点远离虚轴,发散快,相应地,闭环系统的稳定裕度差.     

EMS磁悬浮列车的零电流型永磁电磁混合磁铁设计技术研究

针对EMS磁悬浮列车的零电流型永磁电磁混合磁铁,研究其永磁体和电磁线圈结构参数的设计方法.永磁体安装在磁轭部位,其截面积不受磁极面积的限制,研究得出永磁体的厚度与其截面积的约束关系,并给出永磁重量最小化的设计方法.根据最大平衡安匝数要求,研究得出相对于纯电磁铁,混合磁铁的电磁线圈匝数可减半.由于混合磁铁的可控性能低于纯...     

混合悬浮系统的自适应PID控制研究

根据混合磁铁的动力学方程和电磁铁绕组的电路方程,建立混合悬浮系统的动态模型,针对系统的开环不稳定性以及系统受到扰动时传统PID控制参数难以实时保证系统性能最优或接近最优的问题,设计了基于二次型性能指标的参数优化自适应PID控制器。仿真结果表明,在系统受到扰动时,该控制器能够实现控制参数的自适应调整,保证系统快速回到平衡位置,提高了系统的抗干扰能力和稳定性。     

磁悬浮列车电磁悬浮系统的自适应模糊滑模控制

为增强电磁悬浮系统的抗干扰和负载能力,针对磁悬浮列车悬浮系统中存在的非线性不确定问题,采用模糊逼近与模糊滑模相结合的方法,基于等效控制和切换控制设计了自适应模糊滑模控制器,通过TMS320F2812 DSP实现单点悬浮.仿真与试验结果表明,该控制器不但削弱了滑模控制中固有的抖振,而且具有更强的鲁棒性和快速性,还满足电磁悬浮系统实时控制的要求.     

电磁永磁混合悬浮系统的控制特性分析

研究电磁永磁混合悬浮系统的悬浮力计算方法,建立其数学模型,分析永久磁铁对模型参数的影响,并分别从混合悬浮系统的悬浮力、电气特性、控制性能3个角度研究永久磁铁对控制系统的影响,用于指导完成串级控制器的设计与参数选取,实现了单磁悬浮架混合悬浮系统的稳定化控制。     

永磁电磁混合磁悬浮列车吸死防护技术研究

相对传统的电磁型磁悬浮(EMS)列车,永磁电磁混合型磁悬浮(PEMS)列车可以降低功耗、减少发热,还可以实现大气隙悬浮,但存在吸死的可能是目前阻碍其向工程应用发展的最大障碍,提出一种新型永磁电磁混合磁铁结构.使得系统具备冗余性,并通过理论和仿真分析新结构的合理性和有效性,能很好地完成悬浮和吸死防护任务,分析了相应的控制...     

永磁式磁悬浮列车系统研究

在分析磁县浮机理的基础上，着重介绍了永磁式磁悬浮列车系统，提出了零功率控制器的设想，给出了分析和仿真结果。     

单点混合磁悬浮系统的自抗扰控制仿真研究

电磁永磁混合悬浮技术比常导磁悬浮技术具有显著的节能优势。然而,由于永磁材料存在非线性特性,且实际工程应用中时常面临扰动突变与磁场变化等现象,因而提高了混合悬浮系统的抗扰动能力与控制精度要求。以单点磁-电混合悬浮球为研究对象,依据单自由度的简化结构,构建混合悬浮球的动力学模型并分析混合悬浮系统处于欠稳定状态。针对混合悬浮球系统的非线性、悬浮精度要求高与悬浮参数摄动等特点,设计基于Levant微分器的自抗扰控制算法,将Levant微分器安排在过渡过程可实现兼顾响应的快速性与滤波能力的同时简化控制器结构,一定程度上降低了调参难度。分析并验证基于Levant微分器的自抗扰控制算法在稳定性、冗余性、适应性和鲁棒性方面的优越性。仿真结果表明：相比于PID算法,基于Levant微分器的自抗扰控制算法可实现在超调量较小的情况下具备较快的响应速度、较强的抗扰动能力、适应性以及鲁棒性,由此为未来实现“永磁材料为基础,电磁控制为手段”的工程实践提供理论基础,进一步促进将自抗扰控制算法实践于混合悬浮技术的工程化应用中。     

基于V型轨道磁悬浮列车的控制方法设计研究

基于V型轨道的磁悬浮系统,利用一套磁体可同时实现悬浮、导向及牵引功能,其关键是控制算法的设计和调试。以一套基于V型轨道的磁悬浮试验装置作为实验平台,根据其悬浮、导向和滚动3个自由度之间的关系,合理选择控制量,设计控制算法,采用仿真和试验2种方法验证了控制算法的有效性。试验结果表明,基于V型轨道的试验装置的悬浮、导向和滚动运动可以实现稳定悬浮。     

磁悬浮列车悬浮电磁铁电磁场三维有限元分析

首先以中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁电磁场分析为例,介绍有限元分析软件ANSYS进行三维静磁场分析的基本过程,然后介绍ANSYS在国防科学技术大学的磁悬浮列车(CMS-3型)悬浮电磁铁静磁场三维分析中的应用,为今后该悬浮电磁铁的改进设计提供分析数据和理论依据。     

中低速磁悬浮列车控制及网络系统

介绍了中低速磁悬浮列车控制及网络系统的设计思路与系统组成,从网络控制系统总线、拓扑、功能等角度对网络控制系统进行了阐述,通过车辆逻辑控制模块、列车线的分析,对中低速磁悬浮列车硬线继电控制系统进行了说明.     

中低速磁悬浮列车运行电磁环境的分析

采用电磁场有限元法对悬浮电磁铁和直线牵引电机的泄漏磁场分布进行仿真计算,并将计算结果与中国科学院电工所对CMS04型中低速磁悬浮列车电磁辐射现场测试报告进行详实的比较分析,从而证明了中低速磁悬浮列车交通系统是一种电磁环境良好的绿色城市轨道交通系统。     

磁通反馈在磁悬浮列车悬浮控制中的应用

建立以磁场强度为状态变量的单悬浮电磁铁刚体模型,分析磁通反馈控制下系统的稳定性。设计磁通反馈与悬浮间隙的PD控制器,并根据磁悬浮列车特点,给出磁场测量方法。对悬浮间隙的PD控制器 磁通反馈的控制算法进行了仿真与单悬浮电磁铁试验,验证了磁通反馈控制的有效性。     

基于数值分析的磁浮列车悬浮电磁铁电磁场分布研究

常导中低速磁浮列车采用被动导向控制,其悬浮电磁铁同时提供列车悬浮力和导向力。因此,在磁浮列车的设计中,对悬浮电磁铁磁场的分析非常重要。本文采用Ansoft有限元分析软件对中低速磁浮列车悬浮电磁铁电磁场进行了三维研究,并与二维计算进行了比较。计算结果表明,在电磁铁电流较小情况下,铁心和轨道发生饱和的局部区域较小,三维与二维计算结果接近;但当电磁铁电流较大时,两者计算结果相差较大,三维计算得到的悬浮电磁力值更接近实验值。     

基于四象限斩波器的混合磁悬浮系统设计

针对单一的电磁吸力型磁悬浮系统能耗大,悬浮气隙小的问题,提出采用能耗小,可实现大气隙悬浮的永久磁铁和常导线圈构成的混合式磁悬浮系统的方案。阐述了能满足混合磁悬浮系统负向电流需要的H型四象限斩波器的原理,介绍了基于DSP和CPLD的保护电路和控制器。试验表明,混合磁悬浮系统悬浮过程中和负重变化时都能很快达到稳定悬浮,悬浮气隙可达到20-30mm,并且负载电流小。