非接触供电在高温超导磁体中的应用探究北大核心

高温超导磁悬浮列车运行过程中,由于磁体自身存在工作损耗难以实现恒流运行,寻找适用于高温超导磁体的运行补偿供电方法成为其能否稳定可靠运行于轨道交通环境的关键.本文基于磁耦合非接触供电技术,提出一种适用于高温超导磁体的非接触补偿供电方法,利用电路理论建立电路等效模型,对电路结构进行了优化设计.考虑到电路参数对于系统性能的影响,根据电磁场理论,对线圈结构进行了设计优化.通过搭建非接触供电系统实验装置,对系统特性、不同线圈结构对磁体供电系统的影响进行了研究,验证了本文所提出的非接触补偿供电方法的可行性.     

考虑涡流效应的端部悬浮系统建模与控制器优化设计

通过分析涡流效应原理并利用有限元法对端部悬浮电磁场进行数值仿真，获取了涡流效应对端部悬浮电磁铁悬浮力影响的关键因素，并建立了考虑涡流效应的端部悬浮系统模型。针对列车运行过程中悬浮系统的动态特性，提出了一种不改变现有标称控制器结构的参数优化算法。优化后的控制器已成功应用于长沙磁浮快线，实际运行数据表明端部悬浮系统的鲁棒性和抗干扰能力得到了显著提升。     

高温超导磁悬浮冷发射装置供电控制系统的设计

介绍了一种基于单片机控制的供电控制系统,系统以ATMEL89C52为核心,以高温超导磁悬浮冷发射装置驱动系统为控制对象,实现了驱动装置的分段供电,实时检测到发射载体的运动速度,减小了供电系统的负荷,提高了驱动装置的运行效率。     

基于神经网络逼近的磁浮列车动态悬浮控制

为了有效提高磁浮列车悬浮系统在负载扰动和轨道不平顺扰动下的动态特性,提出了一种基于Lyapunov稳定性分析的径向基神经网络逼近算法使悬浮间隙能够在有界范围内达到最优。首先,以悬浮负载为受控对象建立系统垂向动力学方程和电压控制方程,以此构造能够表征系统非线性的状态空间方程。其次,确定径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络基本结构,根据悬浮间隙误差约束条件和控制电流构造输入输出,并以此设计控制律保证所输出悬浮间隙能够在多种扰动的综合作用下持续稳定;再次,基于Lyapunov稳定性第二判据证明系统闭环稳定,能够在误差整定过程中使得间隙误差收敛于无穷小。最后,通过与目前应用较为广泛的比例-积分-微分(proportion-integral-derivative, PID)控制算法进行仿真对比,在非线性负载力和不平顺扰动下分析验证所提出控制算法的有效性。结果表明:所提控制算法比PID控制算法具有更好的鲁棒性。     

磁浮列车的模糊反馈控制

为了进一步提高了列车的承载能力，本文利用电流互感器、间隙传感器和加速度表作为敏感元件，对悬浮系统进行反馈控制，并根据悬浮质量的不同，对反馈参数进行模糊调整。分析的结果表明，这种设计的模糊反馈控制器可以提高磁浮列车的承载能力。     

磁悬浮控制器模型的建立

先假设在非常理想的情况下,不考虑耦合、弯道、坡度和载荷分布不均匀等因素,在此基础上,为单个电磁铁设计磁悬浮列车的悬浮数学模型,从而为列车控制器建立理论基础,并设计了实现电流环节负反馈的硬件电路.     

磁浮轨道交通的专利技术发展态势

利用专利数据和文献数据分析工具,对德温特数据库(DII)和WOS核心数据库中磁浮轨道交通产业技术的相关专利进行检索和系统分析,以了解目前全球磁浮轨道交通产业技术领域的发展现状、研发热点、技术分布情况和专利权人格局,以及通过对全球磁浮轨道交通产业技术的论文数量、研究机构、研究热点等方面的计量分析,探寻中国发展磁浮轨道交通产业技术面临的机会与挑战,以期为中国磁浮轨道交通产业的发展提供决策参考及依据.     

EMS磁浮列车车/轨耦合系统的分岔现象研究

通过分析EMS磁浮列车系统的Hopf分岔, 研究车轨耦合系统对应的轨道固有频率稳定范围. 采用串级控制悬浮控制器，给出控制器参数与特征频率的关系，在控制器稳定的前提下利用 数值算法计算在系统参数一定、轨道固有频率变化条件下所对应的Hopf分岔点，结合仿真方法 得出轨道固有频率的稳定范围，定性说明了系统载荷、控制器频率、二次系刚度与轨道固有 频率之间的变化关系.     

基于Ansoft的永磁轨道排布方式的仿真优化

将永磁轨道上表面磁感应强度作为主要参数进行检测和考察,以衡量其悬浮性能的优劣程度。首先通过对比Ansoft仿真值与实际测量值,确定了最佳测量位置为永磁体上表面2mm处,然后分别对多种排布方式的永磁轨道表面磁感应强度B进行了仿真并观测,得出结论表明:从制作的经济性以及实用性考虑,三极对顶式永磁轨道能提供目前最优的悬浮性能。该结论对高温超导磁悬浮系统永磁轨道的制作和设计有一定的参考价值。     

基于CAN总线的中低速磁浮列车悬浮控制调试监控系统

为了便于监控悬浮控制器状态和现场调试,构建了基于CAN总线的悬浮控制调试监控系统,设计了CAN接口硬件电路、CAN通讯协议与CAN通信控制程序,并在上位机与悬浮控制器之间予以实现。