永磁磁浮空轨系统的研究与设计 被引量：14

1

作者 杨杰 高涛 +1 位作者 邓永芳 杨斌 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期30-37,共8页

绿色、智能、安全是未来交通运输发展的主旋律。磁悬浮技术具有适应范围广、智能化程度高等优点,是下一代城市轨道交通技术的研究热点。提出一种新型智能永磁磁浮轨道交通系统,由稀土永磁悬浮模块、直线永磁同步电机驱动模块、智能定位... 绿色、智能、安全是未来交通运输发展的主旋律。磁悬浮技术具有适应范围广、智能化程度高等优点,是下一代城市轨道交通技术的研究热点。提出一种新型智能永磁磁浮轨道交通系统,由稀土永磁悬浮模块、直线永磁同步电机驱动模块、智能定位与走行控制模块、地面供电模块、无线数据传输与运行控制模块、轨道支撑与基础等六大部分组成;通过软件仿真与实车测试等方式验证车辆负载与驱动牵引能力。结果表明,该系统具有较好的可行性与合理性,同时具备生态、智能、安全、经济等特点。广泛适用于景区、沿江、环湖、特色小镇、交通接驳,以及环境优美、地形起伏的中小型丘陵城市发展公共交通兼城市景观建设。 展开更多

关键词 中低速磁悬浮 永磁磁浮 智能 城市轨道交通系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于AFC数据的突发事件下城市轨道交通乘客路径决策研究 被引量：12

2

作者 曾璐 刘军 +2 位作者 秦勇 汪波 许心越 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期9-18,共10页

为了更好地刻画突发事件下城市轨道交通乘客路径决策行为,提出一种基于AFC数据的乘客感知路径决策分析方法。通过突发场景问卷调查数据,构建突发事件下乘客等待时间阶梯函数。依据突发事件下城市轨道交通乘客出行特点,建立突发事件下路... 为了更好地刻画突发事件下城市轨道交通乘客路径决策行为,提出一种基于AFC数据的乘客感知路径决策分析方法。通过突发场景问卷调查数据,构建突发事件下乘客等待时间阶梯函数。依据突发事件下城市轨道交通乘客出行特点,建立突发事件下路径效用函数。考虑乘客出行行为受期望到达时间约束影响,构建乘客感知的路径决策模型,计算各路径选择概率。算例实验结果表明,模型计算结果与真实值相对误差不超过15%。将突发事件下与正常情况下的进出站客流、换乘量和断面客流量进行对比分析,掌握突发事件下路网客流分布规律。 展开更多

关键词 城市轨道交通 突发事件 路径决策 AFC

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑机械阻尼结构的永磁悬浮系统动态特性研究 被引量：3

3

作者 高涛 杨杰 +2 位作者 贾利民 张振利 刘洋洋 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期61-68,共8页

针对永磁悬浮结构的刚性解耦与振动抑制问题,以单自由度永磁悬浮系统为对象,研究弹簧阻尼结构对永磁悬浮系统的动态特性调节机理。将阻尼悬挂的动力学特性引入永磁斥力型悬浮模型中,分析表明弹簧阻尼悬挂并不能直接改善永磁悬浮结构的... 针对永磁悬浮结构的刚性解耦与振动抑制问题,以单自由度永磁悬浮系统为对象,研究弹簧阻尼结构对永磁悬浮系统的动态特性调节机理。将阻尼悬挂的动力学特性引入永磁斥力型悬浮模型中,分析表明弹簧阻尼悬挂并不能直接改善永磁悬浮结构的零阻尼特性。引入并联式混合悬浮结构,构建弹簧阻尼影响下的电磁永磁混合模型,并在电流/间隙双环反馈控制下,改善永磁悬浮结构的动、静态特性,结果表明:弹簧阻尼结构加剧了被控系统模型的复杂程度,但合理的弹簧有利于车辆减振与控制解耦,为进一步考量中小型悬浮架的机械解耦、车辆减振等设计,提供了理论基础和参考依据。 展开更多

关键词 永磁悬浮 弹簧 混合悬浮 串级双环控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

ADRC参数自整定的永磁磁浮列车速度鲁棒控制 被引量：3

4

作者 刘鸿恩 邹吉强 杨杰 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3500-3510,共11页

永磁磁悬浮(Permanent Magnet Maglev,PMM)是继电磁悬浮和电动悬浮之后提出的一种磁悬浮轨道交通新制式,相对传统轮轨和磁悬浮轨道交通,具有低碳节能、建设成本低、工期短,选线灵活、占地少等优势,为我国构建绿色、智慧城市交通网络提... 永磁磁悬浮(Permanent Magnet Maglev,PMM)是继电磁悬浮和电动悬浮之后提出的一种磁悬浮轨道交通新制式,相对传统轮轨和磁悬浮轨道交通,具有低碳节能、建设成本低、工期短,选线灵活、占地少等优势,为我国构建绿色、智慧城市交通网络提供了一种理想方案。精确平稳的速度跟踪控制是PMM列车全自动驾驶运行过程安全高效的重要保障。在复杂静磁场力和多变环境因素干扰下,传统的列车速度控制方法难以实现PMM列车的精确平稳速度控制。为解决PMM列车在复杂干扰下智能驾驶过程的精确平稳速度跟踪控制问题,提出一种基于参数自整定ADRC的PMM列车速度跟踪鲁棒控制方法。首先建立PMM列车的纵向动力学模型,描述PMM列车运行控制过程的非线性迟滞特性。然后设计一种基于BP神经网络控制参数估计的自抗扰控制器(BP-ADRC),实现列车速度控制过程中ADRC扩张状态观测器的参数自适应调整。最后在Simulink仿真环境中进行PMM列车速度跟踪控制仿真实验,实验得出BP-ADRC控制器的速度跟踪精度比传统的BP-PID和ADRC控制器分别提高20.96%和16.66%,速度跟踪平稳性分别提高19.78%和16.69%。实验结果表明,相比传统的列车速度控制方法,BP-ADRC控制器在提升PMM列车速度跟踪控制精确度和鲁棒性方面具有显著优势,证明了该方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 磁浮列车 速度跟踪控制 BP-ADRC控制器 参数自整定

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于改进自抗扰的永磁电磁混合悬浮型磁浮球控制方法 被引量：1

5

作者 秦耀 杨杰 +1 位作者 江聚松 高涛 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4333-4343,共11页

永磁电磁混合悬浮(PEMS)系统在降低能耗和增大悬浮气隙方面优势明显,但其非线性特征和控制难度也相对增加。针对PEMS系统中未知干扰和输入信号噪声引起的控制性能下降问题,提出一种基于改进型Levent微分器(ILevent)的自抗扰控制(ADRC)... 永磁电磁混合悬浮(PEMS)系统在降低能耗和增大悬浮气隙方面优势明显,但其非线性特征和控制难度也相对增加。针对PEMS系统中未知干扰和输入信号噪声引起的控制性能下降问题,提出一种基于改进型Levent微分器(ILevent)的自抗扰控制(ADRC)方法。首先,结合电磁悬浮(EMS)型磁浮球系统的控制结构,搭建PEMS型磁浮球控制系统试验台,并对PEMS型磁浮球系统进行动力学建模,判断系统的稳定性和能观能控特性;其次,采用双曲正切函数对Levent微分器进行改进,降低输出信号抖振,分析改进前后Levent微分器以及ADRC中TD微分器的输出性能,充分融合Levent微分器对信号噪声的鲁棒性和ADRC对干扰的估计与补偿优势,设计了ILevent-ADRC控制器;并利用带约束因子的模拟退火-粒子群(SA-CFPSO)优化算法有效的解决了ILevent-ADRC参数多、关联性强等制约问题;最后,分别对传统ADRC、PID控制和ILevent-ADRC方法在PEMS型磁浮球控制试验台上进行对比实验,验证所提方法的有效性和优越性。实验结果表明:相比于传统ADRC和PID控制方法,所提ILevent-ADRC方法有效提升了PEMS型磁浮球系统的控制性能,不仅能够有效地抑制测量信号噪声对系统的影响,而且还对系统悬浮气隙大范围变化和运行过程中受到的未知扰动具有更强的适应性和鲁棒性。研究成果为磁悬浮智能控制技术的实际应用提供了理论参考,同时对于永磁电磁混合悬浮这一类复杂的非线性系统的控制,也具有较好的参考价值。 展开更多

关键词 PEMS型磁浮球控制系统 ILevent-ADRC方法 SA-CFPSO优化算法 控制性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于制动特征自学习的磁浮列车强化学习制动控制

6

作者 刘鸿恩 胡闽胜 胡海林 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期839-847,共9页

精准、平稳停车是磁浮列车自动驾驶制动控制的重要目标.中低速磁浮列车停站制动过程受到电-液混合制动状态强耦合等影响,基于制动特性机理模型的传统制动控制方法难以保障磁浮列车的停车精度和舒适性.本文提出一种基于混合制动特征自学... 精准、平稳停车是磁浮列车自动驾驶制动控制的重要目标.中低速磁浮列车停站制动过程受到电-液混合制动状态强耦合等影响,基于制动特性机理模型的传统制动控制方法难以保障磁浮列车的停车精度和舒适性.本文提出一种基于混合制动特征自学习的磁浮列车强化学习制动控制方法.首先,采用长短期记忆网络建立磁浮列车混合制动特征模型,结合磁浮列车运行环境和状态数据进行动态制动特征自学习;然后,根据动态特征学习结果更新强化学习的奖励函数与学习策略,提出基于深度强化学习的列车制动优化控制方法;最后,采用中低速磁浮列车现场运行数据开展仿真实验.实验结果表明:本文所提出的制动控制方法较传统方法的舒适性和停车精度分别提高41.18%和22%,证明了本文建模与制动优化控制方法的有效性. 展开更多

关键词 磁浮列车 制动控制 多目标优化控制 强化学习 制动特征自学习

在线阅读 下载PDF 职称材料

单点混合磁悬浮系统的自抗扰控制仿真研究 被引量：11

7

作者 苏芷玄 杨杰 +1 位作者 彭月 彭飞 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期864-873,共10页

电磁永磁混合悬浮技术比常导磁悬浮技术具有显著的节能优势。然而,由于永磁材料存在非线性特性,且实际工程应用中时常面临扰动突变与磁场变化等现象,因而提高了混合悬浮系统的抗扰动能力与控制精度要求。以单点磁-电混合悬浮球为研究对... 电磁永磁混合悬浮技术比常导磁悬浮技术具有显著的节能优势。然而,由于永磁材料存在非线性特性,且实际工程应用中时常面临扰动突变与磁场变化等现象,因而提高了混合悬浮系统的抗扰动能力与控制精度要求。以单点磁-电混合悬浮球为研究对象,依据单自由度的简化结构,构建混合悬浮球的动力学模型并分析混合悬浮系统处于欠稳定状态。针对混合悬浮球系统的非线性、悬浮精度要求高与悬浮参数摄动等特点,设计基于Levant微分器的自抗扰控制算法,将Levant微分器安排在过渡过程可实现兼顾响应的快速性与滤波能力的同时简化控制器结构,一定程度上降低了调参难度。分析并验证基于Levant微分器的自抗扰控制算法在稳定性、冗余性、适应性和鲁棒性方面的优越性。仿真结果表明:相比于PID算法,基于Levant微分器的自抗扰控制算法可实现在超调量较小的情况下具备较快的响应速度、较强的抗扰动能力、适应性以及鲁棒性,由此为未来实现“永磁材料为基础,电磁控制为手段”的工程实践提供理论基础,进一步促进将自抗扰控制算法实践于混合悬浮技术的工程化应用中。 展开更多

关键词 混合悬浮 ADRC 磁悬浮 轨道交通

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于PSO-BP-PID单点混合悬浮球控制算法研究 被引量：14

8

作者 彭月 苏芷玄 +1 位作者 杨杰 姜桥 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1511-1520,共10页

磁悬浮列车是下一代地面绿色交通工具的必然选择,而传统电磁悬浮结构存在悬浮能耗大和发热严重等问题,研究如何有效降低电磁悬浮的能耗问题则显得尤为重要。在传统电磁悬浮结构中引入永磁体能够有效降低列车悬浮功耗,但永磁材料的非线... 磁悬浮列车是下一代地面绿色交通工具的必然选择,而传统电磁悬浮结构存在悬浮能耗大和发热严重等问题,研究如何有效降低电磁悬浮的能耗问题则显得尤为重要。在传统电磁悬浮结构中引入永磁体能够有效降低列车悬浮功耗,但永磁材料的非线性特性加剧了车辆控制系统的复杂程度,提高了对悬浮控制器精度的要求。以单点混合磁悬浮球作为研究对象,在完善单点混合悬浮球数学模型的基础上,研究基于粒子群优化(PSO)的BP-PID控制算法。以传统单点电磁悬浮球模型为参考,对混合悬浮球系统进行理论模型分析,并简化得出其动力学被控对象。依据该系统的非线性和时滞性特征,设计基于粒子群优化算法的BP-PID控制策略。在仿真环境下,与常见控制算法进行动静态特性对比与分析。研究结果表明:PSO算法有效弥补了BP-PID自身的收敛速度慢、对网络初始权值依赖强及易陷入局部极值的缺陷,PSO-BP-PID控制算法不仅能够提高响应速度、减少超调量,而且在动态性能中也能快速准确跟踪信号,并具备良好的抗扰性和鲁棒性优势。对于磁悬浮技术的学术研究和工程应用具有较好的参考意义,也为磁悬浮技术的工程化推广应用提供了较好的基础算法支撑作用。 展开更多

关键词 混合悬浮 PSO BP-PID 磁悬浮

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于LESO的改进滑模磁悬浮控制算法

9

作者 唐阳 杨杰 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期262-269,共8页

针对磁悬浮系统具有的非线性、时滞性、强扰动等特性,提出一种基于线性扩张状态观测器的改进滑模控制方法。首先,建立电磁悬浮系统的数学模型,通过分析模型的动力学特性,将数学模型线性化;其次,为了改善一般滑模变结构控制的抖振问题,... 针对磁悬浮系统具有的非线性、时滞性、强扰动等特性,提出一种基于线性扩张状态观测器的改进滑模控制方法。首先,建立电磁悬浮系统的数学模型,通过分析模型的动力学特性,将数学模型线性化;其次,为了改善一般滑模变结构控制的抖振问题,采用改进的滑模控制方法,通过引入边界可变幂fal函数代替Sign符号函数且关联滑模增益和超平面函数,抑制系统抖振引起的不稳定性;最后,引进LESO观测器主要将系统总扰动量反馈补偿给滑模控制器,既可以缓解滑模控制器对模型的依赖程度,又能进一步提高系统抗干扰性和鲁棒性。仿真结果表明:相比于传统算法,基于LESO的改进滑模控制减小超调、较快响应速度、大幅度增强系统抗干扰性能和鲁棒性,对于克服中低速电磁悬浮列车在不同工况和复杂环境下运行的工程实现难题具有理论指导意义。 展开更多

关键词 磁悬浮控制 滑模变结构控制 线性扩张状态观测器

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于改进粒子群算法的列车速度跟踪自抗扰控制器设计 被引量：19

10

作者 杨杰 陈昱圻 王盼盼 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期40-46,共7页

列车速度控制具有典型的非线性、大时滞、多目标和多约束特点,精准控制的难度很大。针对列车运行速度跟踪控制问题,设计了一种基于改进粒子群算法的自抗扰控制器。首先,参照现有研究基础,总结梳理列车模型和目标速度曲线;其次,基于自抗... 列车速度控制具有典型的非线性、大时滞、多目标和多约束特点,精准控制的难度很大。针对列车运行速度跟踪控制问题,设计了一种基于改进粒子群算法的自抗扰控制器。首先,参照现有研究基础,总结梳理列车模型和目标速度曲线;其次,基于自抗扰算法开展车速跟踪控制器设计,并针对自抗扰控制器参数多、整定难的制约问题,采用改进粒子群算法进行参数寻优。仿真结果表明:相比传统算法,自抗扰控制算法表现出抗扰能力强、跟踪精度高、响应速度快等优势。该方法对于其他速度跟踪乃至大部分运动控制,具有一定的学术参考意义和实际应用价值。 展开更多

关键词 速度跟踪 自抗扰控制 粒子群算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

高频(5G)信号下对称传输线间距和长度优化分析 被引量：1

11

作者 王渠 樊宽刚 +1 位作者 李娜 邱海云 《现代电子技术》 2021年第7期142-146,共5页

复杂的拓扑电路系统设计采用大量对称传输线结构,在保障传输性能的条件下传输线的合理布局至关重要。针对高频(5G)信号下对称传输线的传输性能和信号完整性问题,使用HFSS软件建立八层电路板和对称传输线的三维物理模型结构,并结合多导... 复杂的拓扑电路系统设计采用大量对称传输线结构,在保障传输性能的条件下传输线的合理布局至关重要。针对高频(5G)信号下对称传输线的传输性能和信号完整性问题,使用HFSS软件建立八层电路板和对称传输线的三维物理模型结构,并结合多导体传输线理论和电磁兼容原理对传输线的数学模型和物理模型进行分析,然后对仿真结果的全局频率均匀采样,计算频点的合格率。仿真结果表明,最佳线间距是三倍线宽,此时信号传输性能分别比一倍与二倍线间距提高了35.59%和12.49%;传输线越短,频点的合格率越高。模型分析和实测验证了仿真结果的正确性。 展开更多

关键词 对称传输线 高频(5G)信号 传输性能 信号完整性 三维物理模型 印刷电路板 模型分析

在线阅读 下载PDF 职称材料