电磁感应理论在磁悬浮列车中的应用

介绍了电磁感应和超导基本理论的实际应用－磁悬浮列车。以日本超导磁悬浮列车为例，阐述其作用原理，介绍了超导磁悬列车的发展状况。指出在物理教学中，理论学习与实际应用相结合是提高学生学习兴趣和培养创新能力的有效途径。     

磁悬浮长大干线车站设计的探讨

在综合考虑磁悬浮长大干线特点基础上,参考高速铁路车站的类型特点,根据磁悬浮线路特点和在长大干线上磁悬浮列车的运行特点,从磁悬浮车站的分类、站型设计和站场相关参数的计算等方面探讨了磁悬浮长大干线车站的设计.     

一种高温超导磁悬浮装置

本文介绍一个基于倒挂吸引式(EMS)原理的高温超导磁悬浮试验装置．这个装置由高温超导磁体、单臂梁金属导轨、位置传感器、控制电路等组成．绕制超导磁体线圈所用的是Bi-2223／Ag高温超导线材．超导磁体工作在激磁电流为3．2A时，在5mm的空气间隙中产生0．21T的磁通密度，与单臂梁金属导轨可产生72N的垂直悬浮力．通过引入压控电流源，利用常规的超前一滞后校正实现了该磁悬浮装置的稳定悬浮和鲁棒控制，在负载变化87．5%的情况下仍能实现超导磁悬浮装置的稳定悬浮．该试验装置首次验证了高温超导线圈的可控性问题，为进一步探索高温超导线圈用于磁悬浮轨道交通系统的可行性打下了基础．     

Robust Output Tracking Control of an Uncertain Linear System via a Modified Optimal Linear-Quadratic Method

This study investigates the robust output tracking problem for a class of uncertain linear systems. The uncertainties are assumed to be time invariant and to satisfy the matching conditions. According to the selected nominal parameters, an optimal solution with a prescribed degree of stability is determined. Then, an auxiliary input via the use of an adapting factor, connected to the nominal optimal control, is introduced to guarantee the robustness and prescribed degree of stability for the output tracking control of the uncertain linear systems. This method is very simple and effective and can reject bounded uncertainties imposed on the states. A maglev vehicle model example is given to show its effectiveness.     

高速磁浮车-轨耦合系统动态机理与振动响应

对高速磁浮车-轨耦合系统进行动态机理和振动响应研究。首先,对高速磁浮中的各类耦合关系进行建模;其次,分别分析了动态和静态条件下的车-轨耦合作用机理;然后,建立了高速磁浮车-轨耦合动力学有限元模型;最后,对磁浮列车高速通过桥梁时轨道梁、功能件的动力响应和车-轨共振速度进行分析。结果表明：高速运行时车-轨作用频率不同,长时间共振速度下运行时车-轨振动明显增大;若桥梁动力放大系数小于1.2,则基频比最小值为1.16;若桥梁动力放大系数小于1.3,则基频比最小值为1.04。     

基于预先补偿和全状态反馈控制的车-轨耦合振动抑制

以高速磁浮列车为研究对象,探讨了弹性轨道下的车-轨耦合振动问题。建立了能反映实际问题的车-轨耦合最小悬浮单元模型,并进行了开环系统稳定性和耦合振动机理分析。以弥补比例-积分-微分（PID）控制器有效信息利用不足为出发点,设计了基于预先补偿的全状态反馈控制器。通过仿真分析了反馈增益矩阵对系统跟踪性能和振动抑制能力的影响,提出了适当降低对悬浮间隙的要求换取振动抑制能力提升的思路。进一步分析了反馈系数对悬浮系统性能的影响规律,基于此得到了优化的预先补偿和全状态反馈控制框架。最后,通过实验验证了基于预先补偿的全状态反馈控制对抑制车-轨弹性耦合振动的有效性。     

基于强化学习的电磁悬浮型磁浮列车悬浮控制

为了保证磁浮列车的安全、可靠运行,研究了悬浮系统在参数摄动条件下的悬浮控制问题。首先,对电磁悬浮（EMS）型磁浮列车的基本悬浮单元建模,给出了电流控制模型;然后,建立了悬浮系统的强化学习环境以及软演员-评论家（SAC）智能体,并设计了加速训练的奖励函数与“吸死”处理方案;最后,提出了基于强化学习的悬浮控制方法。与传统比例-积分-微分（PID）控制方法的对比结果表明,本方法具有更快的动态响应,在损失50%线圈匝数或磁极面积变化时具有更好的跟踪精度。     

磁悬浮列车通过隧道时空气阻力的计算方法

首先从空气动力学基本原理出发 ,推导了按非恒定流计算磁悬浮列车在驶入、通过和驶出隧道 3种不同工况下空气阻力的表达式 .然后运用数值方法求出其数值解 ,并与实测和仿真模拟的结果进行比较 .最后分析了空气阻力与各影响因素之间的关系 ,给出了一些合理的解释和建议     

高速磁浮轨道垂向不平顺动态检测系统设计

针对高速磁浮轨道垂向不平顺检测,提出了一种基于惯性基准法原理的随车搭载型动态检测系统,并通过试验验证了该系统可满足±0.2 mm的检测误差要求.针对同步电机长定子齿槽形式的检测面,设计了一种削弱"齿槽纹波效应"的算法,可将齿槽形状引入的波动影响限制在±5mm范围内.最后,根据检测要求分析有关传感器的选型,并提供了相应结构平台的初步设计考虑.     

基于Youla参数化的高速磁浮列车悬浮系统控制与优化设计

为了解决高速磁浮列车悬浮系统长期运行过程中面临的性能退化问题，通过悬浮系统的复杂动态特性分析，基于控制器Youla参数化形式，提出了一种即插即用的悬浮系统控制与优化模块化架构，并设计了基于残差驱动的在线优化算法。仿真结果表明，设计的控制与优化架构以及在线优化算法有效地提高了悬浮系统对未知扰动的鲁棒性和适应能力。