高速磁浮列车悬浮导向传感器故障定位系统研究

为解决上海磁浮示范运营线悬浮导向传感器故障检测和维修时间长、成本高的问题,对高速磁浮列车悬浮导向传感器的信号处理板和线圈柔性电路板进行了分析,利用信号发生设备产生输入信号至被测电路板,由信号采集设备通过串口通信传输到上位机系统与给定信号进行比较,根据比较结果,结合查故障字典来判断故障区域,从而实现悬浮导向传感器离线故障的定位。该方法能够对传感器板卡进行快速定位,提高了维修效率。研究结果对高速磁浮列车的维护工作具有一定的参考作用。     

高速磁浮列车主动悬浮与导向的2-DOF控制

为了满足高速磁浮列车动力学与控制系统稳定的要求,提出主动悬浮与导向的2-DOF控制解决方案。从车辆动力学与控制角度分析,电磁悬挂主动控制稳定的主要影响因素是系统刚度、非结构摄动和模态截取误差,其中非结构摄动程度取决于轨道几何变化和动力学与控制系统的刚度;利用ADAMS与MATLAB协同平台,提出基于单轨正交模型的主动悬浮与导向LQG控制器设计方法。对比仿真表明:1-DOF主动悬浮控制对点头和摇头摄动敏感,而2-DOF主动控制则能够适应竖曲线和平曲线轨道高速运行。在400 km.h-1单转向架模型曲线轨道运行仿真中,2-DOF主动控制的鲁棒稳定性得到了综合验证。     

高速磁浮列车涡流制动控制研究

针对高速磁浮列车涡流制动的特点,采用了跟踪理想制动曲线的控制策略,并利用模糊控制理论设计了涡流制动等级控制器,通过对紧急制动过程中列车位置的闭环控制,实现列车准确停靠目标停车区.最后在simulink中对制动过程进行了仿真试验,结果表明上述控制策略和控制器具有较强的鲁棒性,达到了预期目的.     

中低速磁浮列车非线性悬浮控制方法研究

为了提高中低速磁浮列车悬浮系统的控制精度和稳定性,文章分析了传统模型的误差产生机理,并基于悬浮力的三维有限元分析结果,设计了一种非线性悬浮控制方法,可弥补传统控制方法在系统远离工作点时,控制性能变差的缺陷,同时,与现代智能控制方法相比,又具有运算简单、易于实现的优点。仿真结果显示,所设计的控制方法可实现悬浮系统的快速响应,且可在大范围内获得较好的控制效果。     

高速磁浮列车悬浮电磁铁挠曲变形位移补偿技术

高速磁浮列车悬浮电磁铁采用轻量化总体结构方案,狭长的铝合金箱体作为主体承载结构,悬浮时会发生较大挠曲变形,中间位置磁极位移大于两端磁极,磁极装配平面成拱形,影响传感器对悬浮气隙的测定.文章分析了电磁铁悬浮时的变形量,并设计磁极装配预凹方案,即中间磁极装配位置最低,相邻磁极装配位置依次升高,端部磁极装配位置最高.通过对悬...     

高速磁浮列车车体承载结构优化设计研究

高度轻量化设计是具有三明治复合板结构特征的高速磁浮列车技术关键之一。本文首先通过对多种三明治复合板建模方法的分析比较,探讨了适合于三明治板大型结构有限元分析的既有工程精度又较为经济的建模方法;然后,运用优化技术对三明治复合板高速磁浮车体承载结构,建立了以车体结构轻量化为目标函数,以板厚为设计变量,以应力、挠度和一阶弯曲自振频率为约束条件的优化设计模型,并进行结构优化分析研究,获得了高速磁浮车体承载结构的轻量化优化设计方案。     

中低速磁浮列车悬浮控制系统研究

悬浮系统的控制精度影响中低速磁浮列车稳定性、悬浮能力、电磁铁电流。文章通过对悬浮系统控制原理和控制策略的分析,提出了中低速磁浮列车悬浮控制系统可行的结构和关键系统参数,并给出研究性试验结果。     

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.     

高速磁浮列车分区运行控制系统可靠性提高方法研究

分区运行控制系统是实现高速磁浮列车运行指挥及安全防护的安全苛求计算机控制系统。本文借鉴上海同济大学1.5km高速磁浮列车试验线的分区运行控制系统工程样机研制与现场运行调试经验,建立状态回采模型。基于该模型提出一套适用于高速磁浮列车分区运行控制系统软件的可靠性提高方法:状态回采法,并从理论上证明了这种方法的可行性,最终将该方法运用于分区运行控制系统,提高了其可靠性,为高速磁浮列车分区控制系统的国产化工作提供了技术支持。     

基于现场总线的磁浮列车悬浮控制调试系统

根据中低速磁浮列车悬浮控制系统的特点,构建了一种基于USB-CAN接口的悬浮控制调试系统,设计了通信协议,并在悬浮控制器和上位机上予以实现。     

中低速磁浮列车悬浮控制系统可靠性分析及优化

针对中低速磁浮列车的悬浮控制系统建立了可靠性模型,分析了其故障率、平均故障间隔时间等可靠性指标及其故障形式,找出可靠性的薄弱点.针对薄弱点进行了相应的优化,进一步提升了系统的可靠性.评估分析了各项优化在救援故障、晚点故障以及一般故障等实际运营上的优化效果.     

高速磁浮列车运行控制系统体系结构研究

为在高速磁浮交通网路复杂条件下实现运行控制系统对高速磁浮列车的运行指挥控制及安全防护,从运行控制系统的安全性及可靠性出发,研究运行控制系统的结构、功能及系统配置。在分析德国及日本高速磁浮列车运行控制系统的体系结构及功能的基础上,借鉴轮轨交通运行控制系统的经验,提出一种新型高速磁浮交通运行控制系统的结构形式,并给出相应的系统功能划分方案。新的运行控制系统为3层结构,即中央运行控制层、分区运行控制层及车载运行控制层;中央运行控制层实现操作显示及运行指挥功能;分区运行控制层实现列车驾驶控制、进路防护、道岔防护、列车防护及列车超速防护等功能;车载运行控制层采用2套车载安全计算机系统,且都直接与车地无线通信系统相连,可分别独立承担系统功能,使系统的可靠性大幅度提高。     

高速磁浮列车涡流制动力研究

涡流制动常用于高速磁浮列车的紧急制动工况。文中基于等效磁路法建立了涡流制动力的数学模型,析出涡流制动力的影响因素,结合有限元仿真分析手段,分析了气隙、速度及磁极数量对涡流制动力的影响规律,确定了制动磁极的最优设计参数。根据涡流制动器的受力情况,设计了同时满足制动力、吸力及结构重力的悬挂结构,并在此基础上分析了整个涡流制动过程及制动力构成。最后总结提炼了包含涡流制动的总制动力计算方法,对制动距离的计算具有一定的参考意义。     

基于改进跟踪微分器的磁浮列车悬浮控制研究北大核心

磁浮列车悬浮系统的间隙传感器信号存在大量量测噪声,影响了悬浮控制的控制品质与稳定性。为解决该问题,文章借助等时区的方法确定最速离散二阶系统的边界层,根据边界层与可达区构造无需复杂开根号运算的新型最速控制综合函数,同时通过微分预报补偿方式实现相位补偿,进而设计了基于新型跟踪微分器的悬浮反馈控制器。数值仿真表明,该跟踪微分器能够快速跟踪输入信号,具有良好的滤波效果,无颤振、无超调。通过磁浮列车实车测试,基于所提出的跟踪微分器的悬浮控制器能使起浮阶段的最大超调量减少约15%,实现磁浮列车的稳定悬浮控制,具有很强的工程实用性。     

低速磁浮列车单悬浮架机电控制建模及动力学特性研究

建立包含4个独立的悬浮闭环控制的低速磁浮列车单悬浮架动力学模型,仿真分析悬浮架的耦合效应。结果表明,悬浮架在低频段具有较好的解耦性能,但在稍高的某频段内则具有显著的耦合作用。耦合作用是由于悬浮架的几种共振模式引起的,其频段和耦合幅值与控制参数和结构参数有关。     

高速磁浮列车牵引供电系统

以上海高速磁浮列车牵引供电系统为例,阐述了其高压变压器、输入变压器、静止驱动变流器和输出变压器的结构及各部分的工作原理,分析了各种馈电方式,并对驱动变流器进行了详细的阐述和剖析。     

高速磁浮列车涡流制动器磁极温升研究

针对2种规格的涡流制动器磁极,从磁极温升的数学模型出发,在Comsol Multiphysics中建立仿真模型并求解得到初步结果,同时设计开展磁极温升试验并测量推导相关数据。将2种方法所得结果进行对比,其仿真模型的正确性得到了较好验证,同时也揭示了电阻、电压、功率及温升等参数的变化规律,对磁极线圈的设计选型具有参考意义。     

高速磁浮列车电磁兼容技术工程化应用研究

通过高速磁浮列车电磁兼容技术系统策略的研究,针对高速常导磁悬浮列车电气系统设计、整车结构布局、电气线路敷设及电气装置电磁兼容特性分析,基于车辆工序过程及作业单元,充分细化和分解技术标准和要求,明确高速磁浮车辆电磁兼容技术的工程化应用方法及措施。     

高速磁浮列车测速定位问题综述

为研究高速磁浮列车测速定位问题,从系统工程角度阐述测速定位问题的技术本质是车地时空关系的表达,功能目标是实现车地时空信息的实时获取与交互,重点在于信息层面而不是单纯的测速定位技术研究应用或系统构建。分析归纳了在技术选用和系统设计时需充分考虑的时空一致性、时空约束性和时空敏感性特征以及五方面具体特点;汇总了高速磁浮列车测速定位技术研究进展,包括感应环线技术、齿槽检测技术、车载多普勒雷达技术、脉宽编码检测技术、射频应答器技术、卫星导航技术以及光纤测量技术,并分别从原理、优缺点、适用性、应用情况等方面进行分析。鉴于目前的研究绝大多数集中于技术层面,从工程化角度出发展望了测速定位技术和系统的发展,认为雷达技术、通感一体化技术、基于惯导的组合测速定位技术以及摄像测量技术值得关注,以工程化为目标的系统研究、设计和优化还需深入进行,需要跟随技术发展对多种技术组合进行持续研究和试验,并应构建测速定位技术的指标体系和评价方法。针对目前的系统架构下不能充分支持时空信息共享的问题,给出了一种总线架构参考。