悬浮隧道

悬浮隧道是在水中穿越江河湖海的新型构筑物,具有隧道和海洋结构的双重特性。介绍了悬浮隧道的概念和特点、研究历史及在动力分析方面的研究概况。     

基于模型参考自适应的自学习悬浮控制策略

针对电磁悬浮列车悬浮控制器因轨道不平顺所引发的未知非线性力和传递函数不确定问题,提出一种基于模型参考自适应的自学习控制方案,控制算法中可调参数根据系统状态、误差和时间调整,使悬浮间隙稳定在恒定数值;学习率根据目标间隙误差大小动态调节,避免可调参数调节过慢,同时保证在稳定悬浮时间隙波动更小;通过李雅普诺夫稳定性判据证明了模型参考自适应控制系统的稳定性;通过MATLAB/Simulink对所提出的控制方案进行仿真.研究结果表明：自学习模型参考自适应控制算法间隙的均方根误差为0.12,设定合适的可调参数初始值并对其限幅能够提升控制器的鲁棒性;在单悬浮架测试时,控制器获取到加速度信号,所提出算法的上升时间和调节时间分别为1.21 s和2.04 s,该方法学习率可动态调节,提升了控制器的适应能力.     

送风口远离掘进面隧道内悬浮颗粒分布排出情况

送风口远离掘进面情况下，对掘进面空气中悬浮颗粒的排出不起作用，反而阻碍悬浮颗粒排出。爆破后暂停通风，炮烟依靠射流作用向洞外方向移动，平均移动速度０．４２ｍ／ｓ。炮后１００ｍｉｎ，通过自然沉降及排出，隧道内悬浮颗粒减４５．１４％。     

状态观测器参数对磁浮车辆悬浮稳定性影响的仿真研究

为研究磁浮车辆悬浮控制器的状态观测器参数对悬浮稳定性的影响,解决磁浮车辆悬浮不稳的问题,建立单电磁铁与柔性轨道梁的耦合模型。通过对悬浮系统传递函数的研究,得到速度激励信号频率与悬浮系统对轨道梁的功率输出的关系曲线,并得到状态观测器参数对系统性能的影响规律。由此得出结论,通过绘制"悬浮系统对轨道梁的振动能量输出功率"与"轨道梁主频率"间的关系曲线,即可得到不考虑轨道梁阻尼时,悬浮系统可适应轨道的临界参数。     

Floating Car Data Based Nonparametric Regression Model for Short-Term Travel Speed Prediction

A K-nearest neighbor (K-NN) based nonparametric regression model was proposed to predict travel speed for Beijing expressway. By using the historical traffic data collected from the detectors in Beijing expressways, a specically designed database was developed via the processes including data filtering, wavelet analysis and clustering. The relativity based weighted Euclidean distance was used as the distance metric to identify the K groups of nearest data series. Then, a K-NN nonparametric regression model was built to predict the average travel speeds up to 6 min into the future. Several randomly selected travel speed data series, collected from the floating car data (FCD) system, were used to validate the model. The results indicate that using the FCD, the model can predict average travel speeds with an accuracy of above 90%, and hence is feasible and effective.     

基于Hopfield神经网络的磁浮列车悬浮系统本征非线性特性辨识

磁浮列车的悬浮系统具有本征非线性特性,在轨道不平顺以及非线性负载的作用下,非线性项的辨识和处理能力对于列车的悬浮稳定性具有重要影响。尤其是在轨道刚度较小时,在微小形变的作用下更易影响悬浮稳定性,而发生掉点、砸轨现象。从磁浮列车悬浮系统的非线性动力学建模出发,重点分析非线性项的系统参数辨识,基于Hopfield神经网络来构建误差函数和网络辨识方案。结合参数辨识误差函数和Hopfield网络的标准能量函数,得到相应的网络权值矩阵,并进一步给出相应辨识结果。通过数值仿真分析可以发现,基于本辨识方法所得到的结果与非线性项输出结果误差较小,可较好地拟合状态方程的含参非线性项,验证了辨识模型的可靠性。     

BP神经网络在悬浮桩复合地基沉降预测中的应用

针对悬浮桩加固深厚层软土地基,提出了根据前期沉降观测资料进行沉降预测的BP神经网络模型.工程实例验证表明:该模型预测精度高,简便易行,可为今后的悬浮桩复合地基沉降预测和计算提供参考.     

高速磁浮悬浮架柔性特征对曲线通过性能的影响

为研究高速磁浮悬浮架小曲线通过动力学性能,考虑高速磁浮悬浮架柔性振动,建立悬浮架有限元模型,并计算其弹性模态,建立高速磁浮整车车辆动力学模型;应用同济大学磁浮试验线线路条件、试验速度曲线及拟合的轨道不平顺,分析了悬浮架柔性振动对悬浮、导向电磁铁间隙、电磁力的影响;同时,建立了刚性悬浮架动力学模型与之对比. 研究结果表明:R400小曲线通过时,电磁铁动力学性能受悬浮架柔性振动的影响较大,两种模型的导向力相差约12.5 kN,悬浮力相差约6.0 kN;通过试验仿真比较,考虑悬浮架柔性的计算结果更接近于实测结果;悬浮架垂向和横向振动的主频分别为10.4 Hz和13.2 Hz,分别与前后悬浮框相对点头、反相摇头模态频率相近;在研究控制参数优化、悬挂参数优化、运行稳定性等高速磁浮关键问题时应考虑悬浮架的柔性振动.      

桥梁柔性对中低速磁浮车辆平曲线通过的影响

为研究桥梁柔性对中低速磁浮车辆在曲线半径为70.0 m的平曲线上运行时的动态响应影响,对通过柔性桥梁和刚性轨道时的车辆动态响应开展了对比分析. 首先,建立了122个自由度的车辆空间动力学模型,模型中考虑了具有主动悬浮与被动导向特性的二维磁轨关系;其次,利用三维铁木辛柯梁参数化建模方法,建立了由柔性桥梁组成的平曲线有限元模型;最后,通过悬浮力的联系形成了车辆-曲线桥梁系统刚柔耦合动力学模型. 研究结果表明:17.0 m跨径的圆曲线桥梁的自振特性和动位移响应满足相关标准要求;与车辆通过刚性轨道相比,柔性桥梁作用下的车辆系统动态响应更为剧烈,这种差异在车辆系统的横向动态响应上体现明显,而悬浮间隙和车体垂向加速度的响应差异较小,考虑刚性轨道时将高估车辆的曲线通过能力;柔性桥梁和刚性轨道两种模型计算得到的电磁铁最大横向位移不超过6.0 mm,悬浮间隙可在额定值的 ± 4.0 mm内波动,表明在开展对比计算的工况下车辆具有良好的曲线通过性能.