超高速永磁电动悬浮系统性能优化 |
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引用本文: | 胡永攀,曾杰伟,王志强,龙志强.超高速永磁电动悬浮系统性能优化[J].西南交通大学学报,2023(4):773-782. |
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作者姓名: | 胡永攀 曾杰伟 王志强 龙志强 |
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作者单位: | 1. 国防科技大学智能科学学院;2. 同济大学国家磁浮交通工程技术研究中心 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(52232013); |
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摘 要: | 为提高超高速永磁电动悬浮系统的综合性能,围绕浮重比、浮阻比和悬浮刚度3个重要指标开展了多目标性能优化研究.首先,对永磁电动悬浮系统进行横向延拓,推导三维电磁力模型,并进行有限元仿真分析;然后,针对浮重比、浮阻比和悬浮刚度的多目标优化问题,提出基于“系统级+子系统级”架构的并行优化策略,实现了线性加权意义下的系统性能最优.最后,搭建了“Halbach永磁阵列+凸缘式铝制转盘”实验平台,验证上述优化策略在提高系统性能上的有效性.研究结果表明:在超高速工况下,理论解析计算得到悬浮力与仿真结果误差在8%以内,而磁阻力几乎没有误差;通过优化设计,浮重比从11.0提升至18.3,增幅为75.50%;浮阻比从3.5提升至3.8,增幅为7.50%;单位质量永磁阵列的悬浮刚度从6.1 kN/m提升至20.6 kN/m,增幅为235.94%.
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关 键 词: | 永磁 电磁悬浮 多目标优化 |
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