永磁电磁混合悬浮系统垂向稳定性研究

【目的】在不同程度的外界扰动力下实现永磁悬浮系统的稳定,提高系统运行的平稳性和安全性。【方法】针对永磁悬浮系统在外界扰动力下表现出的不稳定现象,提出了一种永磁电磁混合悬浮系统,对该系统进行动力学建模,分析得出该系统具有能控性与可观性。对永磁电磁混合悬浮系统设计了模糊PID控制器,通过MATLAB/Simulink建立了该悬浮系统的仿真框图,并在无外界扰动、外界正向扰动与外界负向扰动三种情况下,仿真出系统的垂向稳定性能。【结果】所设计的永磁电磁混合悬浮系统的模糊PID控制器响应速度快、超调量小、控制效果好、抗干扰能力强,能够使系统稳定悬浮于0.02 m的平衡位置,并且在外界扰动力为-50 N、150 N时,系统均能快速响应后稳定悬浮在平衡位置。【结论】该永磁电磁混合悬浮系统的适应性较强,在不同程度的外界扰动力下均能快速实现系统的稳定,能够在车辆行驶过程中提高乘客的舒适度。

混合悬浮电磁铁结构优化设计

相比其他悬浮模式,混合悬浮具有节能环保、快速高效等优势,是未来悬浮模式发展的重要方向之一。文中提出一种优化的混合悬浮电磁铁结构,利用等效磁路法对电—磁关系进行推导,通过ANSYS仿真分析不同钢板尺寸下的电磁场变化,综合理论和仿真结果,对钢板结构提出改进方案,并通过仿真对结构尺寸进行优化设计;根据某型磁浮列车的悬浮力要求,通过三维仿真对永磁体厚度等参数进行优化设计;最后利用试验台进行悬浮力试验,对比仿真和试验结果。结果表明,改进后的电磁铁能减小漏磁,与传统结构相比悬浮力增大约15%;仿真结果与试验结果接近且根据实例设计的电磁铁能满足各工况悬浮能力的要求。

混合悬浮系统及其数学模型的研究

本文首先介绍了磁浮列车的优势,重点阐述了混合悬浮控制系统的组成、特点和工作原理;然后详细介绍了悬浮控制器、悬浮传感器和永磁-电磁铁的电气特性;最后建立了混合悬浮控制系统的数学模型,并进行了简要分析。

电磁永磁混合悬浮系统的建模仿真与实验

为了降低电磁悬浮系统产生的不参与列车牵引做功的大量悬浮能耗,系统中加入了永磁体,构成了混合悬浮系统,由永磁力抵消一部分负载力,电磁系统实施快速调节保证动子稳定悬浮,基于等效法建立了混合悬浮系统的数学模型,仿真计算出混合悬浮系统的悬浮力,其值远大于计算得到的纯电磁系统的悬浮力。计算结果与实验结果比较基本一致,由此验证了所建立混合悬浮系统模型的正确性,:说明混合悬浮系统具有小电磁电流和低悬浮能耗的优越特性。

电磁永磁混合悬浮系统的控制特性分析

研究电磁永磁混合悬浮系统的悬浮力计算方法,建立其数学模型,分析永久磁铁对模型参数的影响,并分别从混合悬浮系统的悬浮力、电气特性、控制性能3个角度研究永久磁铁对控制系统的影响,用于指导完成串级控制器的设计与参数选取,实现了单磁悬浮架混合悬浮系统的稳定化控制。

基于Maxwell的混合悬浮电磁铁电磁特性研究

悬浮电磁铁是悬浮控制系统中的执行元件,用于提供完成悬浮所需要的电磁力,其电磁特性直接影响着磁浮列车的性能。针对中低速磁浮列车用混合悬浮电磁铁的电磁场特性进行了有限元分析。用Ansoft软件中的M axwell 2D模块对悬浮电磁铁进行二维建模分析,得出电磁力随电流、气隙变化的规律;其次分析了电磁铁发生偏移、滚动等情况时的电磁场及电磁力变化规律,与非混合情况比较,并得出结论。

基于DSP的高温超导混合悬浮系统的设计

设计了由高温超导线圈和常导线圈构成的吸力型混合悬浮系统的数字控制器.介绍了以定点数字信号处理器TMS320F2812为核心的数字控制器的硬件构成和软件设计.实验结果表明,在该控制器作用下,实现了高温超导混合悬浮系统18 mm的大气隙和低功耗稳定悬浮.

电涡流传感器在混合悬浮控制器中的应用

位移信号传感器作为磁悬浮系统的一个信号采样装置,用来检测悬浮磁铁的位移信号,并将该信号传送给控制器,作为控制器进行控制和调节的参考信号,位移传感器工作性能的好坏将决定着整个控制系统能否正常工作。介绍了电涡流传感器的工作原理、结构及其在混合悬浮控制器中的应用。实验结果表明:电涡流传感器应用于混合悬浮控制器中,灵敏度高,结构简单,抗干扰能力强,为进一步提高混合悬浮控制系统的精度给出了新的途径。

海洋混合悬浮颗粒对蓝绿激光的散射特性研究

激光在水下的传输很大程度上会受到海水中悬浮颗粒物的影响,而目前对于海洋中悬浮颗粒物光散射的理论研究大多是针对单一成分的悬浮粒子而进行的,但是在真实海洋中悬浮颗粒物都是以多种成分混合的颗粒群形式而存在的,因此研究真实海洋中混合悬浮颗粒物对蓝绿激光的散射特性具有重要意义。该研究选取了对蓝绿激光传输产生较大影响的浮游藻类植物、悬浮泥沙、碎屑、悬浮气泡和矿物质这五种常见的悬浮颗粒物作为研究对象,充分考虑真实海况中这五种悬浮颗粒物的不同混合情况,构建了海水中混合球形悬浮颗粒物对蓝绿激光的散射特性模型。数值计算了海水中五种物质混合的球形悬浮颗粒物对532 nm蓝绿激光的统计平均光散射参量和平均散射相函数,分析不同混合悬浮颗粒物的混合比对平均散射、吸收和消光系数以及单次反照率随着粒子有效半径和粒子数浓度变化的影响,同时分析了不同粒子尺寸下的不同混合比对混合悬浮颗粒物的平均散射相函数随着角度变化的影响。数值结果表明,当悬浮泥沙在整个混合模型中占比越大时,平均散射系数越大,而当悬浮藻类粒子在整个混合模型中占比增大时,平均吸收系数增大,由此可知海洋中对光造成主要影响的五种常见悬浮颗粒物中,悬浮泥沙对光散射作用影响最大,悬浮藻类粒子对光吸收作用影响最大。随着悬浮颗粒物浓度的增大,混合粒子的单次反照率保持不变,由此可知混合悬浮颗粒物的平均光散射参量随着粒子浓度的增长速率是一致的。海洋中混合悬浮颗粒物的平均散射相函数随着粒子的有效半径的增大而增大,散射作用最大的混合比下的悬浮颗粒物其平均散射相函数最大,悬浮颗粒物的前向散射较强。该工作对蓝绿激光在海水中传输、信道建模,水下无线光通信的研究以及激光探测都具有重要的理论指导意义。

硫磺苯丁锡混合悬浮剂中苯丁锡含量的测定

本文介绍样品用二氯甲烷提取后，经薄层分离去除干扰，用硫酸＋硝酸＋过氧化氢消化，使苯丁锡转化成四价锡，以邻苯二酚紫－Ｎ－溴代十六烷基吡啶作显色剂，在波长６６０ｎｍ处进行比色测定。其标准偏差为０．０４４４５，变异系数为０．８７％，重现性好，方法平均回收率为９９．６１％。

磁悬浮列车用混合悬浮电磁铁温度场建模与仿真

建立了中低速磁悬浮列车用混合悬浮电磁铁的Maxwell二维温度场仿真分析模型,对其温度场特性进行了分析,并与传统纯电励磁结构的悬浮电磁铁进行了比较。针对工程实际样车用混合悬浮电磁铁分析指出,电磁铁最高温度位于励磁线圈中心处,铁心轭部温度与励磁线圈温度基本相同。采用混合悬浮电磁铁结构不仅大大降低了悬浮损耗,减少了列车运行能耗,而且改善了悬浮电磁铁的温度特性。

“DIY电磁混合悬浮实验系统”设计与实现

本实验是为大学物理实验课程开出的选作实验课,通过设定项目学习任务——自制电磁混合磁悬浮实验系统的方式,要求每组2位同学在规定的时间内（6学时）通过通力合作,从系统分析、电路设计、电路板焊接、分系统测试、系统总装、总体调试等过程,自己动手达到学习的目标——电磁混合磁悬浮系统实验的正常运行.

晶体粒度相关生长条件下等温混合悬浮排料结晶器稳定性分析

应用Routh Hurwitz判据 ,研究了晶体粒度相关生长条件下等温混合悬浮混合排料 (MSMPR)结晶器的稳定性 ,并以结晶过程的物性参数、动力学参数以及操作参数为基础 ,确定了该过程的稳定性边界。通过四阶龙格 库塔法求解MSMPR结晶器的动态方程组 ,分析了结晶过程在稳定区域和持续振荡区域中的动态特性。

混合悬浮系统的无加速度传感器控制

为了降低悬浮能耗,在悬浮系统中加入了永磁体.设计了四点悬浮的混合悬浮模型车,系统基于专家PID控制,实现了四磁极的稳定悬浮.相对于常规的磁悬浮系统,由于控制中加入了专家系统,悬浮系统的响应速度明显增加,系统中只需要气隙传感器而无需加速度传感器.仿真和实验验证表明:所提出的控制策略,可以实现快速、稳定、精确悬浮.

基于TR磁浮列车的混合悬浮反馈控制策略

为研究电磁永磁混合悬浮的反馈控制策略,基于TR08磁浮列车参数,建立了电磁永磁混合悬浮气隙控制系统数学模型,引入了状态反馈控制策略,分析比较了混合悬浮控制系统在斜坡及阶跃启动条件时的启动性能。研究了在悬浮气隙阶跃干扰及悬浮力正弦干扰条件下,混合悬浮控制系统的调节过程。研究结果表明:混合悬浮较之常规电磁悬浮方式,具有降低电磁极功耗,增加悬浮气隙调节范围的特点;电磁永磁混合悬浮气隙控制系统具有控制精度高、响应速度快及鲁棒性能较强等优点。

基于DSP的混合悬浮控制系统的硬件设计

选用控制领域性价比较高的DSP作为控制器,设计了磁悬浮控制系统。通过实验实现了系统的稳定悬浮,验证了设计的合理性。

电磁永磁混合悬浮的零功率控制

基于电磁永磁混合悬浮系统局部线性化设计零功率悬浮控制器,将电流积分项视为外环独立控制。其电流反馈采用最速电流环的思想,使线圈电流能快速跟踪控制电压变化,减少电感滞后作用。根据不同负载质量对应的最优控制参数及其实现零功率悬浮时对应的间隙,设计变负载质量条件下PD环参数的自适应机制。

基于PSO-BP-PID单点混合悬浮球控制算法研究

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。

混合悬浮系统的自适应PID控制研究

根据混合磁铁的动力学方程和电磁铁绕组的电路方程,建立混合悬浮系统的动态模型,针对系统的开环不稳定性以及系统受到扰动时传统PID控制参数难以实时保证系统性能最优或接近最优的问题,设计了基于二次型性能指标的参数优化自适应PID控制器。仿真结果表明,在系统受到扰动时,该控制器能够实现控制参数的自适应调整,保证系统快速回到平衡位置,提高了系统的抗干扰能力和稳定性。

永磁与电磁混合悬浮系统数学模型的研究与仿真

针对永磁与电磁构成的混合悬浮系统,分析了系统悬浮原理,建立了系统的数学模型。并采用定气隙控制方式,设计了系统的稳定悬浮控制器。通过Matlab/simulink的仿真,验证了模型的正确性。