永磁磁浮轨道交通系统的悬浮系统研究与设计
发布时间：2022-11-05 09:30
城市建设向着绿色化、智能化以及个性化方向发展的趋势日益明显。而磁悬浮技术具有性能优越、适应范围广、智能化程度高等优势,是解决城市交通拥堵问题的新兴研究热点,也是实现未来城镇高效化交通网的重要技术手段,被视为是下一代城市轨道交通技术的首选方案。为此,本文介绍了一种新型永磁磁浮轨道交通系统—“虹轨”。本文的主要工作如下:其一,针对悬浮系统的原理性研究。本文通过Ansoft Maxwell仿真平台搭建三维磁场模型,对列车悬浮结构进行了可行性分析以及永磁阵列的静态磁场分布,并与实际试验车采样数据进行对比,验证了永磁悬浮阵列的安全性和可靠性;通过物理建模等手段验证了静态磁场下悬浮结构的临界稳定特性。其二,针对永磁悬浮结构固有的不稳定特性。本文在车辆悬浮架中引入电磁阻尼结构,构成永磁电磁混合悬浮控制系统。通过理论分析混合悬浮模型,证明了混合悬浮系统具备可控可观性;而后进一步设计了线性化状态反馈控制策略,电磁悬浮球的良好控制效果也证实了电磁控制策略的可行性与合理性。其三,对于列车多点悬浮体系的控制策略。本文依据固高磁悬浮球研究平台,设计了基于单点悬浮球系统的模糊PID悬浮控制策略,并拓展到四点悬浮控...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 技术背景
1.1.1 磁悬浮列车
1.1.2 单轨列车
1.2 磁浮列车应用优势
1.3 磁悬浮控制技术
1.3.1 单点悬浮控制研究
1.3.2 多点悬浮控制研究
1.4 论文安排
1.4.1 论文安排
1.4.2 主要创新点
第二章 悬挂式永磁磁浮轨道交通系统的总体结构
2.1 虹轨结构
2.2 悬浮系统
2.3 导向系统
2.4 驱动系统
2.5 轨道及车载系统
2.6 通信定位系统
2.6.1 载波交叉感应回线技术
2.6.2 无源磁码测速定位技术
2.7 本章小结
第三章 永磁电磁混合悬浮控制系统
3.1 悬浮结构
3.2 永磁阵列静态磁场分析
3.2.1 静磁场分析
3.2.2 数据分析
3.2.3 结构优化
3.3 永磁悬浮系统稳定分析
3.4 电磁阻尼振动抑制系统设计与分析
3.4.1 混合悬浮结构模型
3.4.2 混合悬浮控制策略
3.5 本章小结
第四章 四点悬浮系统协同控制设计
4.1 悬浮球系统模型
4.1.1 列车走行机构
4.1.2 系统模型
4.2 悬浮控制系统设计与仿真
4.2.1 模糊PID控制设计
4.2.2 补偿器设计
4.2.3 系统仿真
4.3 数值分析
4.3.1 单点悬浮控制性能
4.3.2 多点协同控制性能
4.4 本章小结
第五章 总结
5.1 结论与分析
5.2 未来展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]低真空管道高速磁悬浮系统技术发展研究[J]. 冯仲伟,方兴,李红梅,程爱君,潘永杰. 中国工程科学. 2018(06)
[2]新能源悬挂式单轨列车的设计[J]. 彭长福,何国福. 铁道机车与动车. 2017(11)
[3]中国首条自主知识产权云轨在银川花博园通车[J]. 都市快轨交通. 2017(05)
[4]磁悬浮球系统的线性自抗扰控制与参数整定[J]. 张鋆豪,张文安. 系统科学与数学. 2017(08)
[5]高温超导磁悬浮车研究进展[J]. 邓自刚,李海涛. 中国材料进展. 2017(05)
[6]基于模糊PID的磁悬浮球控制系统研究[J]. 王玲玲,吴华丽. 计算机测量与控制. 2017(05)
[7]不同矩形截面的两个平行永磁体磁力解析模型[J]. 田录林,杨里,田亚琦. 电机与控制学报. 2017(01)
[8]比亚迪“云轨”全球首发[J]. 都市快轨交通. 2016(06)
[9]多电机无轴传动同步控制策略[J]. 高振新,孙建红. 包装工程. 2016(15)
[10]我国首列“空中列车”—永磁单轨下线[J]. 轨道交通装备与技术. 2016(04)
博士论文
[1]高速环形管道SS-HTS磁悬浮列车系统研究[D]. 周大进.西南交通大学 2017
[2]EMS型高速磁浮列车导向动力学研究[D]. 赵春霞.国防科学技术大学 2014
[3]基于磁通反馈的悬浮控制方法研究及实现[D]. 张文清.国防科学技术大学 2014
[4]电磁永磁混合悬浮磁悬浮模型车控制方案的研究[D]. 徐正国.中国科学院研究生院（电工研究所） 2005
硕士论文
[1]磁悬浮系统的自抗扰控制策略研究[D]. 郑安荣.沈阳工业大学 2017
[2]磁悬浮球系统控制算法的研究[D]. 王晓乐.西南交通大学 2016
[3]磁悬浮系统的自抗扰控制[D]. 何凌云.国防科学技术大学 2006
[4]磁浮列车悬浮控制与动力学仿真[D]. 鲍佳.西南交通大学 2003
本文编号：3702352
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 技术背景
1.1.1 磁悬浮列车
1.1.2 单轨列车
1.2 磁浮列车应用优势
1.3 磁悬浮控制技术
1.3.1 单点悬浮控制研究
1.3.2 多点悬浮控制研究
1.4 论文安排
1.4.1 论文安排
1.4.2 主要创新点
第二章 悬挂式永磁磁浮轨道交通系统的总体结构
2.1 虹轨结构
2.2 悬浮系统
2.3 导向系统
2.4 驱动系统
2.5 轨道及车载系统
2.6 通信定位系统
2.6.1 载波交叉感应回线技术
2.6.2 无源磁码测速定位技术
2.7 本章小结
第三章 永磁电磁混合悬浮控制系统
3.1 悬浮结构
3.2 永磁阵列静态磁场分析
3.2.1 静磁场分析
3.2.2 数据分析
3.2.3 结构优化
3.3 永磁悬浮系统稳定分析
3.4 电磁阻尼振动抑制系统设计与分析
3.4.1 混合悬浮结构模型
3.4.2 混合悬浮控制策略
3.5 本章小结
第四章 四点悬浮系统协同控制设计
4.1 悬浮球系统模型
4.1.1 列车走行机构
4.1.2 系统模型
4.2 悬浮控制系统设计与仿真
4.2.1 模糊PID控制设计
4.2.2 补偿器设计
4.2.3 系统仿真
4.3 数值分析
4.3.1 单点悬浮控制性能
4.3.2 多点协同控制性能
4.4 本章小结
第五章 总结
5.1 结论与分析
5.2 未来展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]低真空管道高速磁悬浮系统技术发展研究[J]. 冯仲伟,方兴,李红梅,程爱君,潘永杰. 中国工程科学. 2018(06)
[2]新能源悬挂式单轨列车的设计[J]. 彭长福,何国福. 铁道机车与动车. 2017(11)
[3]中国首条自主知识产权云轨在银川花博园通车[J]. 都市快轨交通. 2017(05)
[4]磁悬浮球系统的线性自抗扰控制与参数整定[J]. 张鋆豪,张文安. 系统科学与数学. 2017(08)
[5]高温超导磁悬浮车研究进展[J]. 邓自刚,李海涛. 中国材料进展. 2017(05)
[6]基于模糊PID的磁悬浮球控制系统研究[J]. 王玲玲,吴华丽. 计算机测量与控制. 2017(05)
[7]不同矩形截面的两个平行永磁体磁力解析模型[J]. 田录林,杨里,田亚琦. 电机与控制学报. 2017(01)
[8]比亚迪“云轨”全球首发[J]. 都市快轨交通. 2016(06)
[9]多电机无轴传动同步控制策略[J]. 高振新,孙建红. 包装工程. 2016(15)
[10]我国首列“空中列车”—永磁单轨下线[J]. 轨道交通装备与技术. 2016(04)
博士论文
[1]高速环形管道SS-HTS磁悬浮列车系统研究[D]. 周大进.西南交通大学 2017
[2]EMS型高速磁浮列车导向动力学研究[D]. 赵春霞.国防科学技术大学 2014
[3]基于磁通反馈的悬浮控制方法研究及实现[D]. 张文清.国防科学技术大学 2014
[4]电磁永磁混合悬浮磁悬浮模型车控制方案的研究[D]. 徐正国.中国科学院研究生院（电工研究所） 2005
硕士论文
[1]磁悬浮系统的自抗扰控制策略研究[D]. 郑安荣.沈阳工业大学 2017
[2]磁悬浮球系统控制算法的研究[D]. 王晓乐.西南交通大学 2016
[3]磁悬浮系统的自抗扰控制[D]. 何凌云.国防科学技术大学 2006
[4]磁浮列车悬浮控制与动力学仿真[D]. 鲍佳.西南交通大学 2003
本文编号：3702352
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