中低速磁浮列车悬浮控制系统冗余设计方案探讨 被引量：1

1

作者 曹毅 张敏 +4 位作者 马卫华 刘清辉 罗世辉 李铁 陈泽众 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第7期200-209,共10页

悬浮控制系统作为中低速磁浮列车的核心子系统,其可靠性和容错能力对于列车正常运行至关重要。为提高悬浮控制系统容错能力,通过分析工程应用中的悬浮控制系统故障数据设计了一种处理器模块冗余、电源冗余以及悬浮传感器冗余相结合的悬... 悬浮控制系统作为中低速磁浮列车的核心子系统,其可靠性和容错能力对于列车正常运行至关重要。为提高悬浮控制系统容错能力,通过分析工程应用中的悬浮控制系统故障数据设计了一种处理器模块冗余、电源冗余以及悬浮传感器冗余相结合的悬浮控制系统方案,通过软、硬件设计搭建了新方案的样机实物并进行了初步测试。处理器模块采用双机热备冗余,电源采用双路DC24V冗余,悬浮传感器采用二乘二取二冗余。其次运用马尔可夫理论建立了悬浮冗余控制系统的可靠性模型,对系统进行可靠性分析,研究故障率、故障检测率对悬浮冗余控制系统可靠性的影响,将悬浮冗余控制系统与常规悬浮控制系统的可靠性进行对比分析。并通过Simulink和Stateflow建立主从切换状态机模型和主从切换控制系统模型,实现了逻辑仿真。研究结果表明,在悬浮控制系统生命周期内,本文提出的悬浮冗余控制系统方案相比于常规悬浮控制系统的可靠性提高了50%,提升主模块的故障检测率和降低各单元的故障率均能有效提升悬浮控制系统可靠性。在制定合适的故障检测和切换控制策略前提下,双机热备冗余设计的悬浮控制系统相比于常规悬浮控制系统更具可靠性,是提升悬浮控制系统可靠性和容错能力的有效措施,适合在中低速磁浮列车上推广应用。 展开更多

关键词 中低速磁浮列车 悬浮控制系统 冗余 马尔可夫模型 可靠性 STATEFLOW

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EMS磁浮列车的轨道共振和悬浮控制系统设计 被引量：24

2

作者 李云钢 常文森 龙志强 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 1999年第2期93-96,共4页

主要从悬浮控制系统设计的角度来解决磁浮列车的轨道共振问题，研究鲁棒状态观测器的设计，讨论观测器参数的选择方法。仿真和实验的结果表明，所设计的悬浮控制系统可以消除轨道共振。

关键词 磁浮列车 轨道共振 状态观测器 悬浮控制系统

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EMS型磁浮列车悬浮控制系统对爬坡能力的约束分析 被引量：5

3

作者 李云钢 常文森 张鼎 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期106-109,共4页

分析EMS型磁浮列车的悬浮控制系统对爬坡能力的约束。首先基于系统开环传递函数和通用的悬浮控制器模型,通过将其单实极点配置为闭环非主导极点,将爬坡能力与控制系统的频带和阻尼等参数对应起来;然后以圆曲线型缓和曲线为例,分析得出... 分析EMS型磁浮列车的悬浮控制系统对爬坡能力的约束。首先基于系统开环传递函数和通用的悬浮控制器模型,通过将其单实极点配置为闭环非主导极点,将爬坡能力与控制系统的频带和阻尼等参数对应起来;然后以圆曲线型缓和曲线为例,分析得出坡道段的最大跟踪误差与行车速度的关系;最后结合允许误差,给出最小竖曲线与最大爬坡速度半径的关系。研究结果对实际工程具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 EMS磁浮列车 悬浮控制系统 爬坡能力 缓和曲线 跟踪误差

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单磁铁悬浮控制系统反馈参数动力学特性分析 被引量：4

4

作者 梁鑫 罗世辉 马卫华 《噪声与振动控制》 CSCD 2012年第5期62-66,135,共6页

单磁铁悬浮系统是磁浮列车最简单,最基本的研究单元。为研究悬浮控制系统反馈系数对磁浮列车稳定性的影响,建立单磁铁—轨道—悬浮系统参考模型,推导单磁铁—导轨的动力学方程,引入状态反馈控制规律,推导出反馈控制规律中的各反馈系数... 单磁铁悬浮系统是磁浮列车最简单,最基本的研究单元。为研究悬浮控制系统反馈系数对磁浮列车稳定性的影响,建立单磁铁—轨道—悬浮系统参考模型,推导单磁铁—导轨的动力学方程,引入状态反馈控制规律,推导出反馈控制规律中的各反馈系数对悬浮系统的物理意义,与普通二次振动模型相比发现,改变间隙反馈系数相当于改变悬浮刚度,速度反馈系数的改变相当于改变悬浮系统的阻尼,改变加速度反馈系数相当于改变悬浮系统的质量。最后从数学的角度设计单磁铁悬浮系统状态观测器,研究发现对于轨道不同频率的不平顺,观测器的反应有所不同,对于高频激扰,悬浮系统能够达到平衡状态,受高频激扰的影响较小,而对于低频激扰来说,悬浮系统会跟随激扰发生振动。 展开更多

关键词 振动与波 悬浮控制系统 单磁铁悬浮 单磁铁—轨道—悬浮系统模型 反馈系数

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非线性磁悬浮控制系统的周期运动稳定性研究 被引量：9

5

作者 施晓红 佘龙华 《动力学与控制学报》 2005年第3期52-55,共4页

通过分析基于串级 PID 控制器的非线性磁悬浮系统的 hopf 分岔现象，从控制参数与系统周期解稳定 性的关系角度阐述磁悬浮系统产生振动的原因之一．给出了串级 PID 控制算法，建立了四阶磁悬浮系统动 力学模型，并得出了控制参数的渐近... 通过分析基于串级 PID 控制器的非线性磁悬浮系统的 hopf 分岔现象，从控制参数与系统周期解稳定 性的关系角度阐述磁悬浮系统产生振动的原因之一．给出了串级 PID 控制算法，建立了四阶磁悬浮系统动 力学模型，并得出了控制参数的渐近稳定范围和 hopf 分岔条件．采用中心流形定理方法得到二阶降维模型， 通过计算其 PB 规范形得到 hopf 分岔的稳定性以及对应极限环的振动频率．分析结果表明基于串级 PID 控 制的磁悬浮系统具有一个不稳定的 hopf 分岔点，在该点附近系统将会产生频率约为5～7赫兹、持续但最终 发散的振动． 展开更多

关键词 磁悬浮 HOPF分岔 中心流形 PB规范形 磁悬浮控制系统 稳定性研究 非线性 hopf分岔现象 周期运动 PID控制器

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基于Hurwitz判据的悬浮控制系统稳定性分析 被引量：2

6

作者 吴海超 方海容 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期40-45,共6页

本文在分析悬浮控制系统工作原理的基础上,建立数学模型,分别取不同的反馈增益系数为分岔参数,通过Hurwitz判据判定悬浮控制系统发生Hopf分岔的条件,进而得到反馈增益系数取值与悬浮控制系统稳定性的关系。研究结果表明:①当参数kd、ki... 本文在分析悬浮控制系统工作原理的基础上,建立数学模型,分别取不同的反馈增益系数为分岔参数,通过Hurwitz判据判定悬浮控制系统发生Hopf分岔的条件,进而得到反馈增益系数取值与悬浮控制系统稳定性的关系。研究结果表明:①当参数kd、ki取值确定,kp为分岔参数,系统在临界值时发生Hopf分岔;kp>kp0时,系统失稳;当kp<kp0时,系统进入渐进稳定状态。②选取kd为分岔参数时,控制方向与kp的控制方向相反。本文研究为悬浮控制器的参数设计提供了一定的理论依据。 展开更多

关键词 悬浮控制系统 Hurwitz判据 HOPF分岔 稳定性

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无轴承电机悬浮控制系统的设计

7

作者 段春霞 葛运旺 蒋建虎 《成都航空职业技术学院学报》 2008年第3期49-51,70,共4页

无轴承电机是利用磁悬浮轴承和交流电机结构的相似性,将产生磁悬浮力的磁悬浮轴承绕组置入电机定子,省去了专门的磁悬浮轴承。通过对转矩绕组和悬浮力绕组的解耦控制,使电机的转子同时具有产生转矩和自悬浮的功能。无轴承电机能够实现... 无轴承电机是利用磁悬浮轴承和交流电机结构的相似性,将产生磁悬浮力的磁悬浮轴承绕组置入电机定子,省去了专门的磁悬浮轴承。通过对转矩绕组和悬浮力绕组的解耦控制,使电机的转子同时具有产生转矩和自悬浮的功能。无轴承电机能够实现高速、无摩擦等优良性能,是当前研究的热点之一,无轴承电机悬浮控制系统设计是该研究的关键。论文介绍了无轴承电机悬浮控制的基本原理,设计出了基于转矩绕组转子磁场定向的悬浮控制系统。 展开更多

关键词 磁悬浮 无轴承电机 悬浮控制系统 转矩绕组

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无轴承电机悬浮控制系统的设计

8

作者 段春霞 葛运旺 蒋建虎 《常熟理工学院学报》 2008年第8期95-100,共6页

无轴承电机是利用磁悬浮轴承和交流电机结构的相似性,将产生磁悬浮力的磁悬浮轴承绕组置入电机定子,省去了专门的磁悬浮轴承.通过对转矩绕组和悬浮力绕组的解耦控制,使电机的转子同时具有产生转矩和自悬浮的功能.无轴承电机能够实现高... 无轴承电机是利用磁悬浮轴承和交流电机结构的相似性,将产生磁悬浮力的磁悬浮轴承绕组置入电机定子,省去了专门的磁悬浮轴承.通过对转矩绕组和悬浮力绕组的解耦控制,使电机的转子同时具有产生转矩和自悬浮的功能.无轴承电机能够实现高速、无摩擦等优良性能,是当前研究的热点之一,无轴承电机悬浮控制系统设计是该研究的关键.本文介绍了无轴承电机悬浮控制的基本原理,设计了基于转矩绕组转子磁场定向的悬浮控制系统. 展开更多

关键词 磁悬浮 无轴承电机 悬浮控制系统 转矩绕组

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磁浮列车悬浮控制系统工程化应用中的关键技术 被引量：11

9

作者 徐俊起 佟来生 +3 位作者 荣立军 张文跃 袁建军 吉文 《城市轨道交通研究》 北大核心 2018年第12期14-17,共4页

悬浮控制系统是磁浮列车的关键系统,也是磁浮列车区别于轮轨列车的主要特征之一,其主要功能是通过对电磁铁线圈励磁电流的调节,使车辆与轨道之间保持8～10mm的稳定悬浮间隙。介绍了在中低速磁浮试验线悬浮控制系统的基础上,面向国内第... 悬浮控制系统是磁浮列车的关键系统,也是磁浮列车区别于轮轨列车的主要特征之一,其主要功能是通过对电磁铁线圈励磁电流的调节,使车辆与轨道之间保持8～10mm的稳定悬浮间隙。介绍了在中低速磁浮试验线悬浮控制系统的基础上,面向国内第一条工程化中低速磁浮交通系统——长沙磁浮快线的建设需求,分析了悬浮控制系统从试验产品向工程化应用过程中遇到并解决的可靠性设计、抗干扰设计、车轨耦合振动、轨道台阶激扰等关键技术问题。工程实践结果显示,我国自主研发设计的中低速磁浮列车悬浮控制系统已经达到工程应用水平。 展开更多

关键词 中低速磁浮列车 悬浮控制系统 车轨耦合振动

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中低速磁浮列车悬浮控制系统可靠性分析及优化 被引量：3

10

作者 侯磊 张文跃 +1 位作者 高锋 梁涛 《城市轨道交通研究》 北大核心 2021年第7期36-40,共5页

针对中低速磁浮列车的悬浮控制系统建立了可靠性模型,分析了其故障率、平均故障间隔时间等可靠性指标及其故障形式,找出可靠性的薄弱点。针对薄弱点进行了相应的优化,进一步提升了系统的可靠性。评估分析了各项优化在救援故障、晚点故... 针对中低速磁浮列车的悬浮控制系统建立了可靠性模型,分析了其故障率、平均故障间隔时间等可靠性指标及其故障形式,找出可靠性的薄弱点。针对薄弱点进行了相应的优化,进一步提升了系统的可靠性。评估分析了各项优化在救援故障、晚点故障以及一般故障等实际运营上的优化效果。 展开更多

关键词 中低速磁浮列车 悬浮控制系统 可靠性分析

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潜器水下悬浮SVM逆系统控制研究

11

作者 赵琳 齐霄强 宋佳 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期189-192,共4页

由于潜器水下悬浮运动时水动力参数的不确定性以及各运动自由度之间的交叉耦合影响,很难得到潜器水下悬浮运动的精确动力学模型。利用支持向量机(SVM)离线辨识系统的α阶静态非线性逆模型,将α阶逆模型作为前馈控制器与原系统组成右逆系... 由于潜器水下悬浮运动时水动力参数的不确定性以及各运动自由度之间的交叉耦合影响,很难得到潜器水下悬浮运动的精确动力学模型。利用支持向量机(SVM)离线辨识系统的α阶静态非线性逆模型,将α阶逆模型作为前馈控制器与原系统组成右逆系统,复合系统解耦线性化为两个相对独立的SISO伪线性子系统。然后采用线性系统设计方法对已解耦系统设计闭环控制器。仿真结果表明,该方法不需要知道原系统的精确数学模型,跟踪精度高,能很好的实现悬浮姿态控制。 展开更多

关键词 潜器 悬浮控制系统 逆系统SVM 解耦控制

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重介质悬浮液密度闭环控制系统在涡北选煤厂的应用 被引量：12

12

作者 朱干彬 《煤炭加工与综合利用》 CAS 2018年第5期38-40,共3页

介绍了传统人工控制重介质悬浮液密度的弊端;论述了涡北选煤厂重介质悬浮液密度闭环控制系统的原理、构成、参数、操作模式;该控制系统实际应用后,重介质生产过程控制稳定性增强,精煤灰分降低,精煤产率提高。

关键词 选煤厂 重介选煤 重介悬浮液密度闭环控制系统 应用效果

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高效率软开关磁悬浮控制器电源研究 被引量：5

13

作者 卢国涛 马红波 +2 位作者 刘文军 王建飞 郭育华 《机车电传动》 北大核心 2015年第4期18-22,共5页

针对传统的磁悬浮控制器电源采用硬开关拓扑实现,转换效率不高,发热严重,可靠性低,无法适用于磁悬浮系统的高温环境的特点,研究和提出一种基于LLC谐振变换器拓扑的磁悬浮控制电源。该拓扑不但能实现主次侧开关管的ZVS,而且能实现二次侧... 针对传统的磁悬浮控制器电源采用硬开关拓扑实现,转换效率不高,发热严重,可靠性低,无法适用于磁悬浮系统的高温环境的特点,研究和提出一种基于LLC谐振变换器拓扑的磁悬浮控制电源。该拓扑不但能实现主次侧开关管的ZVS,而且能实现二次侧二极管的ZCS,可以大大提高磁悬浮电源的转换效率和可靠性。试验测试结果表明:330 V额定输入电压下,磁悬浮控制器电源满载效率高达92%。 展开更多

关键词 软开关 LLC谐振变换器 零电压开关 零电流开关 磁悬浮控制系统

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磁悬浮列车数字式悬浮控制器应用研究 被引量：2

14

作者 李云钢 陈强 张琨 《机车电传动》 北大核心 2002年第4期25-26,35,共3页

介绍基于DSP的磁悬浮列车悬浮控制器,阐明控制器硬件简洁、算法实现方便的特点,指出通过现场总线实现了悬浮控制算法的远程加载和调试,由此达到在控制台就可完成多台悬浮控制器的设计、仿真、实现和调试的目的,完全达到了实用化的设计... 介绍基于DSP的磁悬浮列车悬浮控制器,阐明控制器硬件简洁、算法实现方便的特点,指出通过现场总线实现了悬浮控制算法的远程加载和调试,由此达到在控制台就可完成多台悬浮控制器的设计、仿真、实现和调试的目的,完全达到了实用化的设计要求。 展开更多

关键词 数字式悬浮控制器 磁悬浮列车 数字控制 DSP 悬浮控制系统 远程调试 现场总线

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薄钢板磁浮控制系统动、静态特性的分析与仿真 被引量：3

15

作者 封伟 吴长春 +1 位作者 徐德鸿 孙骁 《浙江大学学报（自然科学版）》 CSCD 2000年第2期168-172,共5页

以磁悬浮系统非线性和线性化模型为基础 ,在 MA TL A B软件上建立了系统的仿真模型 ;并以降阶模型为基础 ,设计了控制器 .通过模型分析和系统仿真 。

关键词 薄钢板悬浮 磁悬浮控制系统 动态特性 静态特性

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赵楼煤矿选煤厂降低介耗的生产实践 被引量：5

16

作者 童培国 王学民 +5 位作者 王江勇 戴长官 高沐翔 田亮 赵帅 李哲 《选煤技术》 CAS 2022年第2期64-68,共5页

针对重介主选系统介耗较高的问题,赵楼煤矿选煤厂通过分析生产过程中的问题,排查造成介耗增加的原因,制订了一系列应对措施和解决方案。通过合理配制悬浮液、改善脱介效果、提高磁选机磁选效果、增设悬浮液自适应智能控制系统和加强介... 针对重介主选系统介耗较高的问题,赵楼煤矿选煤厂通过分析生产过程中的问题,排查造成介耗增加的原因,制订了一系列应对措施和解决方案。通过合理配制悬浮液、改善脱介效果、提高磁选机磁选效果、增设悬浮液自适应智能控制系统和加强介质管理,有效降低了主选系统介耗,使吨煤介耗由原来的2 kg以上降低至1.71 kg左右,从而有效降低了生产成本。 展开更多

关键词 重介质选煤 介耗 悬浮液配制 脱介 磁选 悬浮液自适应智能控制系统 吨煤介耗

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