高温超导混合悬浮系统与常导悬浮系统的功耗分析

为减小悬浮能耗，增大悬浮气隙，研究由高温超导线圈和常导线圈组成的高温超导混合悬浮系统，并与常导悬浮系统作功耗比较。设计了由高温超导线圈与常导线圈构成的混合悬浮系统，建立悬浮系统的数学模型。研制适用于高温超导混合悬浮系统的四象限斩波器以及基于数字信号处理器的数字控制器，实现悬浮系统的稳定悬浮。实验数据表明：在8，13，18mm悬浮气隙下，常导悬浮对应的线圈电流分别为8．6，15．8和19．5A，而高温超导混合悬浮对应的常导线圈电流分别是0．3，0．4和0．9A，说明高温超导混合悬浮系统中线圈的功率比常导悬浮系统要小很多。因此，与传统的常导悬浮系统相比，高温超导混合悬浮系统能大大节省悬浮功耗，可以实现更大气隙的稳定悬浮。     

中低速磁悬浮列车导向能力分析

采用Ansoft有限元分析软件对悬浮电磁铁的磁场进行计算．对中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁导向力进行了研究，得出电磁铁发生偏移后，磁力线的总体分布并没发生很大变化．只在气隙处发生了扭曲；列车在直道正常运行时并不受导向力作用的影响；在气隙和偏移值一定时．悬浮电磁铁产生的导向力和悬浮力之间的比值基本上不随线圈中电流的变化而变化，该研究对列车在运行过程中出现偏航、列车在弯道运行过程中的导向能力考核有实际意义。     

基于数据驱动的磁浮列车悬浮系统参数辨识

在长时间运作过程中,由于零部件发生磨损和替换等,磁浮列车悬浮设备的物理参数存在不准确的问题,从而导致悬浮控制的鲁棒性下降.为进一步修正及校准,采用基于线性递减惯性权重的改进粒子群优化算法对悬浮设备的悬浮物质量、磁极面积和线圈匝数等关键参数进行辨识.以中低速单点悬浮试验台为研究对象,结合实时仿真系统DSPACE搭建半实物...     

基于磁通-电流联合内环的磁悬浮控制方法研究

面向磁悬浮系统,提出基于电流-磁通联合内环的新型悬浮控制方法。分析表明,在内环中同时使用电流和磁通信号进行反馈时,系统是线性、时不变及完整的,可取得优于单独的电流环或磁通环的控制效果。研究磁通环的调试和标定方法,设计自适应型电流环,提出将磁通传感器线圈嵌入磁铁励磁线圈,解决磁通环的工程化实现问题。     

基于FRFS2100XSL的悬浮控制电源研制

为优化中低速磁浮列车悬浮控制器,采用LLC谐振变换器拓扑加buck二次稳压结构,研制了270~380 V输入、多路低压输出的悬浮控制电源。该控制电源因高功率密度有利于悬浮控制器的小型化和轻量化。试验结果证明了该种悬浮控制电源的优越性。     

磁浮列车悬浮系统的分布式主动容错控制

以低速磁浮列车悬浮控制为研究背景,在分析既有模块悬浮控制结构的基础上,提出磁浮列车单模块悬浮系统的一种新结构.新结构采用4个控制器控制8个电磁铁,增加了系统冗余,并且将传感器信息引入冗余通信网络,使得各控制器都能得到更完整的系统状态信息.然后采用最优控制理论为每个故障模型设计最优控制器以备故障时切换.仿真结果表明,对具有新结构的单模块悬浮系统进行主动容错控制比对传统结构的单模块悬浮系统进行容错控制具有更好的容错效果,具有较好的工程应用价值.     

高速磁浮列车悬浮搭接结构控制研究

为了实现悬浮系统的冗余,高速磁浮列车中采用搭接结构作为悬浮系统的基本结构形式,由于一个悬浮搭接结构由2个悬浮电磁铁共同支撑,其结构和控制方法与单电磁铁悬浮系统有很大区别。本文通过分析悬浮搭接结构的受力,给出悬浮搭接结构的数学模型;根据悬浮搭接结构的工作特点探讨其控制要求和控制方法,提出将搭接结构作为一个整体进行控制器设计的思路;通过设计状态观测器获取了悬浮搭接结构的全部状态,并采用最优控制算法设计悬浮搭接结构的全状态反馈控制算法。仿真分析表明:整体控制算法综合考虑了电磁铁和托臂的运动,具有比独立控制算法更好的性能。     

永磁和电磁构成的混合式悬浮系统研究

永久磁铁和常导线圈构成的混合式悬浮系统,悬浮能耗小,可实现大气隙悬浮。本文建立了该混合悬浮系统的数学模型,分析了它的一些性质,采用定气隙控制指标,设计了使系统稳定的控制器,并对所设计的控制器进行了仿真。仿真结果表明,这种混合式悬浮系统可以通过控制实现大气隙、低能耗的稳定悬浮。     

悬浮跨接走行模式下无轨列车的几何循迹策略

针对悬浮跨接走行模式下无轨列车的循迹控制问题，提出了一种基于车辆转向运动的几何循迹控制策略，即头车前轴采用驾驶员模型控制，其余后轴采用基于几何循迹算法的跟随控制方法。推导了车辆的单轨运动学模型、稳态几何循迹算法和瞬态几何循迹算法的后轴车轮转向角表达式，并通过Simulink软件进行数值仿真，验证了所提几何循迹策略的准确性。研究结果表明：采用稳态几何循迹算法和瞬态几何循迹算法均可实现列车的循迹控制，瞬态几何循迹算法的循迹控制性能略优于稳态几何循迹算法；所提算法可以优化悬浮跨接走行模式下无轨列车的循迹控制策略，提高列车的运行稳定性。     

采用永磁悬挂体的磁悬浮系统建模与系统设计方法

为降低悬浮系统的功耗，提高悬浮品质，建议在吸力型破悬浮系统中采用永磁材料做悬挂体。文中给出了这种系统的建模方法，阐述了系统设计的原理。     

基于神经网络的地铁牵引整流器控制算法研究

提出了一种利用神经网络对传统的PID控制器进行改造并应用于PWM单位功率因数整流器的控制方法,选择SVPWM控制方法对三相电压型PWM整流器进行控制,电压环采用基于神经网络自适应调整参数的复合型单神经元PI控制器。仿真结果表明,该PI控制器可以在线调整PI参数,快速跟踪整流器的变化,能有效地改善由于系统结构和参数变化而导致的控制效果不稳定的状况,适用于地铁需要频繁的起动、停车的条件。     

单相三电平整流器建模及MATLAB仿真实现

介绍了单相三电平PWM整流器系统的数学模型算法,分析了不同PWM控制模式下整流器的状态空间方程,在此基础上通过MATLAB/Simulink实现了数学模型和离线控制器的闭环仿真实验.仿真结果表明,模型算法能反应整流器系统主要电量的变化规律,满足实时变流控制装置的开发测试要求.     

双重四象限变流器系统的半实物仿真研究

建立了双重四象限变流器系统的数学模型,通过分析不同PWM控制模式和变流器模型的对应关系实现了数学模型和实物控制装置的闭环仿真。对所实现的闭环仿真系统进行了各种试验研究。结果表明所建模型基本上反映了变流器系统主要电量的运动规律,能够满足开发变流控制装置的测试要求。     

自适应控制技术在MCT红外线轴温探测系统中的应用

MCT光子器件工作在自然环境下,环境温度变化幅度大,导致MCT光子器件的输入输出特性不稳定,严重影响MCT轴温探测器探测铁道车辆轴温的精度。为此,根据自适应控制理论,在MCT红外线轴温探测系统中建立自适应控制系统,它由自适应探测子系统和自适应标定子系统构成,利用传感器和系统辨识技术不断量测被控对象变化,及时调整控制器参数,使控制量的变化自动适应对象的变化,以保持MCT轴温探测器的探测精度。通过采用二次牛顿插值原理对热靶输入输出特性曲线进行拟合,从而得到了特殊情况下热靶输入输出特性曲线的高端部分。     

高速列车横向振动自适应神经模糊控制的仿真

为了设计出智能的列车悬挂系统,提出了基于神经网络的自适应模糊控制。模糊控制主要是针对系统的非线性;神经网络控制是产生模糊控制的控制规则。通过自适应神经网络的模糊推理系统(ANFIS),把神经网络和模糊控制相结合。神经网络根据采集的数据来进行训练,产生不同的控制规则,使模糊控制器对路面的变化具有自适应能力。仿真结果表明:该方法可在一定程度上减少轨道对列车车身的振动,提高列车在路面行驶的平稳性。     

作动器故障时摆式电动车组受电弓主动倾摆控制系统的自动容错控制方法

通过分析摆式电动车组受电弓主动倾摆控制系统的结构和工作原理,建立其状态方程和非完全失效故障情况下作动器模型.考虑到倾摆控制系统参数和作动器故障的不确定性,采用基于参考模型的自适应容错控制策略,通过将故障作动器损失的驱动力平均分配给其他无故障的作动器,实现作动器驱动力的重组.以某摆式电动车组的受电弓主动倾摆控制系统作动器发生故障为例,对电动车组以120km·h-1速度通过半径为800m的圆曲线线路时的容错控制进行仿真研究.结果表明;倾摆控制系统能够跟踪给定的参数输出并使状态跟踪误差迅速收敛为0,基于自适应容错控制技术设计的自适应故障补偿控制器能够有效实现部分作动器故障后作动器驱动力的重组,表明给出的自适应容错控制方法完全适用于摆式电动车组受电弓主动倾摆控制系统的不确定性运行环境.     

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.     

基于模糊控制的直接功率控制在双馈风力发电系统中的应用

直接功率控制（DPC）以其简洁明了的系统结构、优良的动静态性能,逐渐成为研究热点。文章提出了一种固定开关频率的双馈风力发电系统网侧直接功率控制策略,该策略基于空间电压矢量调制（SVM）,简化了滤波器的设计,实现了动态过程中有功功率和无功功率的解耦控制;同时在直流电压控制环中设计了一个模糊PI控制器。最后利用软件Matlab／Simulink进行了仿真,仿真结果表明改进后的DPC策略能够实现单位功率因数,电流谐波小,具有良好的动静态和鲁棒性能;所设计的模糊PI控制器能够抑制启动时直流电压、有功和无功功率的波动,具有良好的鲁棒性。     

带功率因数补偿的单相半控桥整流器(一)

介绍了绘制正弦线电流的开关模式单相半控桥整流器,用它来获得功率因数补偿并保持直流环节电压的恒定.在该整流器中使用4个有源开关,以便在交流端电压上产生单极脉宽调制(PWM)电压波形.与中性点箝位变流器(NPC)相比,该整流器没有箝位二极管也能实现三点式PWM控制.控制电路采用两个控制回路:外部控制回路用比例积分电压控制器调整直流环节电压,采用相位闭环电路产生与电源电压同相的正弦波形来实现功率因数补偿.在内部控制回路中,用基于载波的电流控制器跟踪线电流信号.为补偿由于负载变化所引起的中点电压,控制电路采用中点电压补偿器.该整流器的交流侧可产生3个电压电平,并用计算机仿真与试验结果验证了控制算法的有效性.     

基于动态面方法的高速列车蠕滑速度跟踪控制

针对高速列车的主动黏着防滑控制问题,提出基于障碍Lyapunov函数的蠕滑速度动态面跟踪控制算法,可以实现对蠕滑速度的上界约束,同时保障黏着控制系统的稳定性。首先建立考虑牵引与制动转矩产生过程的高速列车动力学模型,并将黏着控制问题描述为含输出约束的非线性系统的跟踪控制问题;然后引入障碍Lyapunov函数处理输出约束问题,设计了自适应动态面控制律,未知参数由自适应律估计得到,未知时变的黏着力和运行阻力由两个力观测器来估算;最后通过Lyapunov方法证明了蠕滑速度跟踪误差半全局一致最终有界,蠕滑速度始终保持在稳定区域内。仿真结果证明了该方法的有效性。