高速磁浮列车组装模型及导向原理

为了研究高速磁浮导向及曲线通过性能,利用组装模型曲线通过仿真,提出了磁浮导向原理及菱形变位解决方案。基于三类基本模块（悬浮导向单元、悬浮框架和车体及牵引机构）,组装半车（2转向架）模型、整车模型和动车组模型。这些组装模型具有约束的柔顺性、动力学与控制的高度集成性和模块化组装等特点。曲线通过仿真表明：在主动导向控制下,电磁横向力应使走行部弯曲并与轨道对中。与轮轨转向架类似,前后悬浮框架间的菱形变位可以降低电磁横向力,提高悬浮转向架的横向稳定性。由于车体端部摆杆摆角较大,所以车体空气弹簧支承刚度对两端电磁横向力产生了非常敏感的影响,进而产生端部减载问题。这种端部横向力敏感变化及端部减载问题得到了测试数据的证实。     

磁浮列车绝对定位传感器的故障检测方法研究

介绍了磁浮列车绝对定位传感器的基本原理,详细分析了绝对定位传感器的常见故障形式,以故障检测功能为目的设计了相应的检测方法,并采用故障注入方式模拟实际中的故障情形,验证设计的故障检测方法。试验结果表明:故障检测系统能够及时对输入故障报警,满足磁浮列车绝对定位传感器故障检测系统的实际应用要求。     

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。     

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。     

磁浮列车永磁电磁混合悬浮导向系统特性分析

针对中速磁浮列车悬浮系统节能降耗的需求,提出了一种永磁电磁混合悬浮导向系统.根据永磁电磁混合悬浮导向系统的工作原理,确定了其结构组成,完成了悬浮力特性、自导向特性分析,以及气隙控制方式和防吸死控制策略研究;在建立系统数学模型和仿真模型的基础上,对系统方案进行仿真验证,并对混合悬浮电磁铁的悬浮损耗、温升、悬浮控制器性能、...     

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。     

五悬浮架迫导向机构曲线通过研究

文章以中低速磁浮列车五悬浮架为例,以提高列车曲线通过时迫导向机构适应性、减小迫导向机构受力及空气弹簧水平偏移量为目的,研究列车静止悬浮或低速运行(小于5 km/h)时,悬浮电磁铁处于F轨最佳契合位置、空气弹簧水平偏移量最小所确定的理想平衡状态,滑台横向位移随曲线半径变化关系,得出通过不同曲线时滑台水平偏移量、迫导向机构结构尺寸及转臂转角的一般计算公式,并对典型案例进行计算分析,优化得出相对合理的迫导向机构结构尺寸以提高悬浮架曲线通过性能。     

高速磁浮列车单转向架弯道运行导向系统研究

为分析磁浮列车通过曲线时的导向特性,以列车单个车辆转向架为对象,研究列车在弯道条件下运行时导向系统动力学的建模与控制方法,分析系统工作特性与影响因素.首先,根据刚体动力学理论,推导单转向架系统沿轨道运动的侧向偏移与偏航方程.针对二自由度导向系统模型,利用状态反馈和闭环极点配置方法,实现系统解耦和控制器设计.利用MATLAB软件搭建系统仿真模型,以实际线路的数学模型作为输入,获取不同运行速度、外部干扰等条件下导向工作状态变化,分析线路参数和运行速度的影响以及控制器的性能.最后,记录系统试验曲线,与仿真结果进行对照,两者的导向状态在跟踪轨道线路变化的趋势上基本一致,表明所建立的动力学模型具有合理性.为整车系统的动力学建模和曲线通过特性的研究提供了有效的方法.     

高速磁浮车辆悬浮间隙传感器与相对定位传感器对比分析

高速磁浮车辆悬浮间隙传感器为悬浮控制系统提供必要的间隙信息.相对定位传感器则分别为高速磁浮车辆牵引和运行控制提供同步直线电机次级极相角信息和速度信息.在分析两者应用差异的基础上,讨论了检测线圈结构设计、电路结构设计、动态特性、抗电磁干扰与抗温度漂移等共性技术.对悬浮间隙传感器而言,需弱化齿槽效应;对相对定位传感器而言,则需强化齿槽效应,以抑制悬浮间隙波动和减少传感器过接缝时的信号畸变程度.     

高速磁浮列车导向系统的鲁棒控制器设计

导向系统是高速磁浮列车中的关键子系统之一,针对导向系统工作电流变化范围大的特点,设计了降低静态电流灵敏度的鲁棒导向控制器。在介绍导向系统结构和控制方案的基础上给出导向系统线性化的数学模型,并采用线性最优二次型设计方法设计最优控制器,结合仿真讨论最优控制器无法在整个工作范围内保证导向系统具有相近性能的原因,而后建立了导向系统对于静态电流的参数灵敏度模型,并采用降低参数灵敏度的鲁棒控制理论对最优控制器设计方法进行改进,设计了鲁棒控制器。仿真和试验表明,该鲁棒控制器能够增强导向系统对静态电流变化的鲁棒性。     

摆式悬架高速磁悬浮列车转向特性研究

为分析某摆式悬架高速磁悬浮列车的转向特性,设计摆式机构和主动电磁导向系统,建立了计算转向特性参数的一般性公式,用数值方法解算了车辆的转向特性参数.给出了悬架的运动形式和受力情况、最小弯道通过判据、主动电磁导向力和阻尼力的大小及分布方式.     

磁浮列车系统故障模型的建立与分析

作为一种新型的交通工具,磁浮列车对安全性和可靠性有着极高的要求.系统的故障模型是对系统进行故障预防、故障诊断,从而提高系统安全性、可靠性的重要基础.分析了国防科技大学CMS-03A型磁浮列车的结构,阐述了磁悬浮列车中供电、悬浮、牵引/制动三个重要子系统的结构、工作原理和故障状态,并由此建立了磁浮列车关键子系统的故障模型.结合关键子系统的故障模型,在整理和综合前人研究工作的基础上,提出了一套相对完整的磁浮列车系统故障模型并对故障事件进行等级划分.这是一个开放的模型,可以通过后继的工作对其进行进一步的细化和扩展.模型使用动态故障树方法(FTA / DFTA)中的一些常用符号表达逻辑关系,但并不依赖于故障树方法或者其他某种具体的故障诊断方法,可以作为今后CMS-03A型磁浮列车故障分析研究的平台.     

基于虚拟样机的磁悬浮列车悬浮系统建模及仿真

为避免建立微分方程描述磁悬浮列车动力学问题的困难,利用ADAMS和Matlab软件建立了CMS-03型磁悬浮列车的虚拟样机模型,介绍了悬浮系统的建模方法和理由。所建的列车虚拟样机模型能顺利通过按照长沙试验线建立的轨道曲线,悬浮电流的变化也与试验测量结果一致,说明悬浮系统的建模方法是合理的。该模型为改进控制算法、验证列车动力学分析结果提供了一个良好的仿真平台。     

高速磁悬浮列车转向能力研究

分析了影响列车转向能力的3个主要因素:导向电磁铁长度、摆杆的摆动范围与拉力、相邻转向架对搭接电磁铁的挤压与拉伸,并提出了保持列车摆式结构不变、取消车辆搭接电磁铁、适当减小转向架和导向电磁铁长度的改进方案,使改进后的高速磁悬浮列车能满足较小转弯半径的要求.     

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。     

高速磁浮列车变频器冷却系统原理及参数分析

ZHANG Qianfeng(Shanghai Maglev Transportation Development Co.,Ltd.,201204,Shanghai,China)     

中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁线圈电感计算

采用传统磁路方法和有限元数值计算方法,对中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁线圈电感进行了研究,得到悬浮电磁铁电感随着悬浮气隙、电磁铁线圈电流和电磁铁滚动角度变化而动态变化,在悬浮供电电源和悬浮斩波器的设计中应重点考虑.     

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。     

磁悬浮列车用混合悬浮电磁铁温度场建模与仿真

建立了中低速磁悬浮列车用混合悬浮电磁铁的Maxwell二维温度场仿真分析模型,对其温度场特性进行了分析,并与传统纯电励磁结构的怂浮电磁铁进行了比较.针对工程实际样车用混合悬浮电磁铁分析指出,电磁铁最高温度位于励磁线圈中心处,铁心轭部温度与励磁线圈温度基本相同采用混合悬浮电磁铁结构不仅大大降低了悬浮损耗,减少了列车运行能...