城轨车辆直线电机牵引控制系统国产化的研究

针对城市轨道交通车辆直线电机运行的特点,研究探讨了直线牵引电机的控制方法;应用新型32位DSP芯片TMS320F2812及实时多任务操作系统DSP／BIOS实现了具体的牵引控制系统方案;该系统采用独特的补偿控制算法,最大牵引力跟踪和在线参数校正,提高了车辆直线电机运行的稳定性和牵引力;通过仿真分析验证了该控制系统方案的可行性,对以后直线电机车辆实现国产化有一定的参考价值。     

磁悬浮列车牵引控制的Simulink仿真

介绍了高速磁悬浮列车的基本原理,利用MATLAB/Simulink搭建了高速磁悬浮列车用长定子直线同步电机的数学模型,并且构建了高速磁悬浮列车牵引控制的Simulink仿真系统,最后提供了利用该模型的仿真结果.     

城市轨道车辆直线电机牵引控制系统

针对轨道交通车辆直线电机运行的特点,研究探讨了直线牵引电机的控制方法;应用新型32位DSP芯片TMS320F2812实现了具体的牵引控制系统方案;通过仿真分析验证了控制系统方案的可行性,对以后实现国产化有一定的参考价值.     

磁浮直线电机的分段最大加速度跟踪控制

单边直线感应电机(Single-sided Linear Induction Motors,SLIMs)作为中低速磁悬浮列车的驱动装置,其推力和法向力的优良控制特性以及抗干扰能力,对于列车的牵引及悬浮系统稳定高效运行极为重要。通过建立SLIM的最大加速度变电流跟踪控制模型,在加/减速区,控制SLIM以恒定最大加速度运行;在稳速区,为充分利用电机的容量,控制SLIM恒功率运行。实验验证了所提控制算法的有效性,不仅能有效研究SLIM推力特性,还能为探索磁悬浮的高效动态控制方法提供参考。     

电机故障对月球车驱动轮牵引性能的影响

月球车是一种在外太空极端恶劣环境下长时间自主运行、不可维修的轮式移动机器人,为准确预测车轮驱动电机故障运行时的牵引性能对于月球车的可靠性有重要意义。为确保月球车顺利完成任务,建立了电机正常运行时的电磁场仿真模型,在模型基础上针对开关管短路、开关管开路、霍尔位置信号恒值和绕组开路等分别建立了故障仿真模型,通过仿真确定了能够识别各种故障的特征波形,并绘制了电机的机械特性曲线。应用车辆地面力学理论对比分析了电机正常与故障运行时驱动轮牵引性能的变化。研究结果表明,当电机发生各种故障后,驱动轮的牵引性能均有不同程度的下降。可为带障运行条件下的多轮协调控制策略的制定提供了理论依据。     

直线电机模糊增量PID控制算法的研究

直线电机在当今的控制设备中应用越来越广泛.深入研究了直线电机原理,建立了电流、位移的双闭环伺服直线电机控制模型.在控制模型的位移控制模块中,采用了模糊增量PID控制算法来实现对位置调节器进行参数自整定、自适应的控制.用Matlab的Simulink工具进行仿真,结果表明,相比传统的PID控制和增量PID控制,在位移控制...     

基于MRAC 方法的直线电机的位置角度校正技术

分析了直线电机的位置角度误差对直线电机的输出电流的影响;为了消除直线电机的位置角度误差,作者在基于模型参考自适应控制方法的基础上设计了一套直线电机的位置角度校正系统.由于该校正系统中的位置角度误差补偿器采用不受位置角度影响的输入量对位置角度进行校正,所以可以在现有位置角度测量的基础上实现对位置角度的准确校正,为在现有直线电机和低精度光栅尺的情况下获得尽可能高的控制精度提供了保证.仿真和实验结果显示,采用位置角度校正后,直线电机可以实现对力矩电流的精确控制,而且位置角度误差能够被校正.     

基于ANSYS软件的磁浮列车直线感应电机的电磁场及电磁力分析

本文简述了应用于中低速磁浮列车的直线感应电机的原理和电磁场的数学推导，采用有限元法分析了直线感应电机的电磁场，获得了磁力线分布、气隙磁感应强度的矢量分布和电磁力等磁场参数，与理论推导所得到的结果相比较，仿真数值分析结果在一定的误差范围内与其一致。     

磁悬浮列车运行控制系统仿真环境研究

本文对磁悬浮列车运行控制系统仿真环境进行了研究,在此基础上,设计软硬件实现了磁悬浮列车运行控制系统的仿真测试平台,为进一步开展磁悬浮列车运行控制系统的研究奠定了基础。     

基于模糊PID的无人水面艇直线路径跟踪

针对固定参数PID方法在无人水面艇直线路径跟踪控制中出现的大迴转问题,提出一种基于模糊PID的直线路径跟踪方法。在系统中增加模糊推理模块,利用航向与跟踪直线之间的偏差角以及无人艇位置与跟踪直线之间的距离误差,根据模糊推理的方法动态地调整PID参数。通过PID控制器实时调整左右两侧推进电机的输入电压,实现对给定直线路径的自主跟踪。仿真结果表明,在初始航向偏差角较大时,该方法克服了采用固定参数PID控制方法时出现的大迴转现象;在初始航向偏差角较小时,该方法在超调量以及调节时间方面的直线跟踪性能优于固定参数PID控制方法。     

磁悬浮列车车载诊断系统设计

以上海磁浮运营示范线的德国高速磁悬浮列车为背景,以磁悬浮列车的国产化为目的,简要介绍了磁悬浮列车车载诊断系统的软硬件构成;针对车载诊断系统的结构框架、设计方案、功能模块、数据流向等方面进行了分析,设计了基于CAN总线的通信协议、信息安全处理方法以及程序流程;以VB.NET语言作为开发平台,在W indows CE.NET嵌入式操作系统下设计了系统软件;给出了软件的部分代码和注释,阐述了软件的主要设计思想和应用模式,并给出了软件的运行界面和测试结果。     

轴箱内置与外置直线电机地铁车辆曲线通过性能对比

为比较轴箱内置与外置直线电机地铁车辆的曲线通过性能,建立直线电机地铁车辆-无砟轨道耦合动力学模型.模型将直线电机定子和转子考虑为Euler梁,将定子与转子之间的垂向电磁力作为气隙的函数,将轨道系统简化为梁-三维实体有限元模型.详细比较轴箱内置与外置直线电机车辆曲线通过时的轮对冲角、轮轨横向力、脱轨因数、运行平稳性和车轮磨耗指数.结果表明:在不同的曲线半径和行车速度以及车轮踏面周向存在非均匀磨耗的状态下,轴箱内置直线电机车辆的曲线通过性能均优于轴箱外置车辆;随着曲线半径增加,轴箱外置直线电机车辆动力学性能迅速减小,而轴箱内置式车辆缓慢减小.     

基于UM的磁浮列车-轨道梁耦合振动仿真程序开发

基于大型通用多体动力学仿真分析平台Universal Mechanism(UM),开发用于磁浮列车 轨道梁耦合振动仿真的专用程序UM Maglev,其中：磁浮列车设置为多刚体模型,弹簧和阻尼器的刚度和阻尼视为线性或非线性力元;轨道梁设置为三维铁木辛柯梁模型,或从外部有限元软件导入模态分析结果;轨道线路包含平面和纵断面曲线、超高和轨面随机不平顺;悬浮和导向系统控制采用PID模型;多体动力学系统微分 代数方程求解采用Park刚性稳定法。该程序可用于考察磁浮列车的曲线通过性能、运行平稳性和乘坐舒适度,研究悬浮/导向气隙与磁浮控制系统参数优化,分析轨道梁在动态电磁力作用下的振动响应。     

直线电机城市轨道试验线无线控制系统研究

为了能在控制室中观测直线电机城市轨道试验线车辆运行过程中电量参数变化并实时有效地控制车辆,研究了车辆传感器信号的无线采集与控制系统。系统基于LabVIEW软件构建上位机程序,通过串口通讯方式控制无线模块与下位机之间的指令与数据交互,下位机采用数字信号处理器TMS320F2812编程实现直线电机车辆的变频调速控制,同时采集车辆运行过程中直线电机的电压、电流等传感器信号,将采集到的数据在DSP中经过处理并通过无线传输方式发送到上位机实现人机交互。实验证明在中央控制室中能够实时测量并有效控制试验线车辆的运行状况,发送与接收的数据信号错误率为0.883‰,通过改进程序可以有效屏蔽错误指令。研究表明该无线传输方式在直线电机城市轨道实验线中不仅能够有效实现数据交互,而且达到了预期的控制目的。     

磁悬浮直线电动机H∞鲁棒控制器及其蚁群算法优化设计

磁悬浮永磁直线电动机在结构上取消了机械传动的中间环节,具有磁悬浮和直接驱动的特点.针对磁悬浮永磁直线电动机由于悬浮高度不同,在磁悬浮和直接驱动运行过程中存在自身参数摄动和外界干扰突出的问题,设计基于蚁群算法的H_∞鲁棒控制器,以保证系统对这些不确定性具有良好的鲁棒性.建立包含磁悬浮永磁直线电动机参数摄动和外界干扰的状态空间模型.推导出无须满足正则条件约束的Riccati不等式,给出H_∞鲁棒控制器的解析表达式.针对H_∞控制器中加权矩阵选择的困难,采用蚁群算法对加权矩阵进行寻优.最后在MATLAB环境下对控制系统进行仿真研究.仿真实验表明基于蚁群算法的磁悬浮永磁直线电动机控制系统的性能比优化前有较明显改善,说明该方法的可行性和有效性.     

复合材料磁悬浮列车车体结构数值模拟(Ⅱ)——车体结构性能数值模拟试验

以参数化磁悬浮列车车体有限元模型为基础，在各种载荷和边界条件下开展数值模拟试验，研究各种运营环境中车体结构的静力学和动力学性能。在Siemens NX中完成车体在各种典型载荷工况下的结构静力学和动力学性能模拟试验，包括车体结构载荷变形、车体主要连接部件结构力学性能、车体频率及振型、车体结构线性屈曲性能，以及车体动力响应性能等。数值模拟结果认为给定的复合材料磁悬浮列车车体设计可行，同时验证参数化车体有限元模型的有效性。     

磁悬浮系统的精确积分流形控制设计

基于非性磁悬浮系统的奇异摄动特点,研究了一种精确几何积分流形控制方法,使磁悬浮系统的稳态流形能够无误差地跟踪给定设计流形。将复杂奇异摄动磁悬浮系统按照不同时间尺度分解为降阶系统和边界层,以线性降阶系统设计流形为例,推算出稳定慢控制的具体形式并说明参数稳定范围,结合稳定边界层的快控制,最终推算出磁悬浮系统的复合控制规律。仿真和实验均证明该控制算法能够保证降价系统的流形无误差地跟踪给定的设计流形。利用该算法能够使磁悬浮系统无误差地跟踪任意给定的设计流形,从而提高磁悬浮系统的动态特性。输出流形与设计流形的一致性还可以用来简化系统模型,降低磁悬浮车辆系统动力学分析的复杂程度。     

舰载机悬浮式电磁弹射器的系统研究

电磁弹射技术一直是世界发达国家竞相发展的高新技术,电磁弹射器将代替目前航母上使用的蒸汽弹射器.本文从舰载飞机起飞运动分析入手,以磁悬浮导轨技术和永磁无刷直线电机技术运用到磁悬浮电磁弹射设计中,简述了该项技术的基本原理、组成及其特点,并对悬浮电磁弹射系统进行分析.