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电磁永磁混合型EMS磁悬浮非线性控制算法研究 被引量：17
1
作者 龙鑫林 佘龙华 常文森 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期36-39,共4页
针对电磁永磁混合磁悬浮这一种特殊非线性系统,深刻分析被控对象特性后,指出普通状态反馈控制方法的不足,根据系统的特性提出一种非线性反馈控制方法,并通过反馈线性化理论证明其合理性。为进一步改善控制效果,提出重构速度信号,延长大... 针对电磁永磁混合磁悬浮这一种特殊非线性系统,深刻分析被控对象特性后,指出普通状态反馈控制方法的不足,根据系统的特性提出一种非线性反馈控制方法,并通过反馈线性化理论证明其合理性。为进一步改善控制效果,提出重构速度信号,延长大速度信号的作用时间,在满足系统正常响应速度的情况下,增加电磁铁向上运动的阻尼,抑制电磁铁向上方向的超调,从而避免磁铁撞击甚至吸死轨道。最后通过实验验证算法的有效性。 展开更多
关键词 电磁永磁混合磁悬浮 非线性控制 反馈线性化 信号重构
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电磁-永磁混合磁悬浮系统的悬浮刚度研究 被引量：9
2
作者 陈慧星 李云钢 常文森 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第27期148-152,共5页
对电磁–永磁混合磁悬浮系统的悬浮刚度问题展开研究,基于混悬系统的力学模型,导出了悬浮刚度与永久磁铁的厚度、截面积、材料特性等因素及PID控制中的比例系数之间的约束关系,说明悬浮刚度大小对于混合磁悬浮系统控制功耗的影响,并分... 对电磁–永磁混合磁悬浮系统的悬浮刚度问题展开研究,基于混悬系统的力学模型,导出了悬浮刚度与永久磁铁的厚度、截面积、材料特性等因素及PID控制中的比例系数之间的约束关系,说明悬浮刚度大小对于混合磁悬浮系统控制功耗的影响,并分析了最优线性度下的最优悬浮刚度及最优比例系数的取值问题。分析结果表明,选取合理的永久磁铁结构及比例系数能提升系统的悬浮刚度,合理地增加悬浮刚度能降低混悬系统的控制功耗,同时提高系统的稳定性及承载能力。 展开更多
关键词 混合磁悬浮系统 悬浮刚度 控制功耗 最优线性度 最优悬浮刚度
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弹性轨道上的磁悬浮系统控制方法研究 被引量：6
3
作者 刘恒坤 郝阿明 常文森 《控制工程》 CSCD 2008年第4期392-394,415,共4页
为了解决磁悬浮列车系统的车轨耦合振动问题,建立了磁悬浮系统的车轨模型,将非线性磁悬浮系统进行了反馈线性化。以线性化之后的系统为研究对象,分析了常规的状态反馈控制方法容易引起车轨耦合振动的原因,提出了一种抑制磁悬浮系统车轨... 为了解决磁悬浮列车系统的车轨耦合振动问题,建立了磁悬浮系统的车轨模型,将非线性磁悬浮系统进行了反馈线性化。以线性化之后的系统为研究对象,分析了常规的状态反馈控制方法容易引起车轨耦合振动的原因,提出了一种抑制磁悬浮系统车轨耦合振动的方法,有效地抑制了磁悬浮列车的车轨耦合振动。仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 磁悬浮系统 车轨耦合振动 系统稳定性
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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
4
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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磁悬浮系统车轨耦合振动研究 被引量：2
5
作者 刘恒坤 常文森 施晓红 《计算机仿真》 CSCD 2006年第9期256-258,267,共4页
该文首先建立磁悬浮列车系统的车轨耦合模型,为了确保系统的全局稳定,利用状态反馈方法对磁悬浮非线性系统进行精确反馈线性化。分析了在常规反馈控制规律下,磁悬浮列车系统产生车轨耦合振动的原因。由于系统可控,如果对系统采用全状态... 该文首先建立磁悬浮列车系统的车轨耦合模型,为了确保系统的全局稳定,利用状态反馈方法对磁悬浮非线性系统进行精确反馈线性化。分析了在常规反馈控制规律下,磁悬浮列车系统产生车轨耦合振动的原因。由于系统可控,如果对系统采用全状态反馈控制,可以将系统极点设置在任意位置。该文从实际的实验角度出发,考虑到并不是所有的磁悬浮系统的状态都可以获取,因此只能在常规控制规律基础上引入电磁铁的垂向速度作为控制量,实验证明:这一做法对磁悬浮系统的车轨耦合振动起到了很好的抑制作用。最后仿真说明了该文提出的控制方法对抑制磁悬浮系统车轨耦合振动的有效性。 展开更多
关键词 磁悬浮系统 反馈线性化 车轨耦合振动 全局稳定
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单铁磁悬浮控制系统的动力学特性研究 被引量：7
6
作者 佘龙华 柳贵东 《电力机车与城轨车辆》 2006年第3期17-19,共3页
建立单铁悬浮控制系统的非线性闭环状态空间模型,研究该系统的动力学特性,推导了三个主要控制参数与系统动力学特性的基本约束关系,特别是对单铁磁悬浮系统的自激振动给出了严格的理论解释。文章所得到的结论与实验结果一致。
关键词 磁悬浮控制 动力学 自激振动
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中低速磁悬浮列车车辆联挂装置研究 被引量：2
7
作者 李云锋 陈革 《电力机车与城轨车辆》 2007年第5期24-27,共4页
磁浮列车在多辆车编组运行时,相邻的车辆通过联挂装置相连。文章通过对磁浮列车车辆联挂装置结构需求分析,给出其设计参数,为磁浮列车联挂装置设计提供初步依据。
关键词 联挂装置 车钩 缓冲装置 磁浮列车
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高强度钢板残余应力振动时效消减技术试验研究 被引量：12
8
作者 张清东 曾杰伟 +2 位作者 罗晓明 张晓峰 陈兵 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期86-92,共7页
根据振动时效(Vibration stress relief,VSR)原理,采用高频振动台作为振动时效的激振装置,设计安装于振动试验台、用于给钢板施加面内拉伸载荷的钢板张力加载机构,在实验室搭建出钢板振动时效试验研究平台,对振动时效消除高强度钢板残... 根据振动时效(Vibration stress relief,VSR)原理,采用高频振动台作为振动时效的激振装置,设计安装于振动试验台、用于给钢板施加面内拉伸载荷的钢板张力加载机构,在实验室搭建出钢板振动时效试验研究平台,对振动时效消除高强度钢板残余应力的有效性进行试验研究。在VSR处理前后采用X射线衍射方法对马氏体高强度钢板和试验对照用T2镀锡基板的表面残余应力分布进行测量表征,并同时对试样的板形瓢曲和翘曲程度做了测量。研究结果表明,所设计的振动时效试验平台可以实现带张力工况下的钢板同频激振;在一定的激振频率和时间的振动时效处理后,两种试验钢板的残余应力均得到一定程度的消减和均匀化,但是对于板形瓢曲和翘曲缺陷基本没有改变;相对而言,马氏体高强度钢板的时效效果明显弱于T2镀锡基板;试验结果可以反映材料强度对于振动时效效应的显著影响和振动时效对于板形瓢曲及翘曲缺陷的微弱影响。 展开更多
关键词 振动时效 残余应力 高强度钢板 动应力
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基于卡尔曼滤波的磁浮列车悬浮控制算法研究 被引量：9
9
作者 李晓龙 张志洲 +1 位作者 佘龙华 常文森 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期216-219,共4页
在磁浮列车悬浮控制系统设计中,间隙传感器信号的滤波处理是影响控制效果的重要因素之一。针对磁悬浮系统电磁干扰大,控制实时性要求高的特点,提出了应用卡尔曼滤波的方法处理间隙传感器信号。控制算法中无法直接测量的反馈量,一般都需... 在磁浮列车悬浮控制系统设计中,间隙传感器信号的滤波处理是影响控制效果的重要因素之一。针对磁悬浮系统电磁干扰大,控制实时性要求高的特点,提出了应用卡尔曼滤波的方法处理间隙传感器信号。控制算法中无法直接测量的反馈量,一般都需要构造相应的观测器。而卡尔曼滤波器可以在滤除系统中存在的随机电磁干扰的同时实时估计出控制所需的所有状态信息,有效简化了算法设计提高了控制性能。计算机仿真分析和实验样车的工程实际应用表明,此方法获得了较理想的控制效果。 展开更多
关键词 磁浮列车 卡尔曼滤波 双环控制 状态观测器
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磁悬浮系统的非线性PID控制 被引量：12
10
作者 刘恒坤 郝阿明 常文森 《控制工程》 CSCD 2007年第6期653-656,共4页
在磁悬浮控制系统中采用线性PID控制方法时,如果只是靠增加比例反馈来提高系统的刚度,很可能降低系统的性能,有时甚至会引起系统不稳定。为了提高PID控制方法的刚度,同时又不影响系统的性能,提出了一种非线性PID反馈控制方法。线性PID... 在磁悬浮控制系统中采用线性PID控制方法时,如果只是靠增加比例反馈来提高系统的刚度,很可能降低系统的性能,有时甚至会引起系统不稳定。为了提高PID控制方法的刚度,同时又不影响系统的性能,提出了一种非线性PID反馈控制方法。线性PID控制方法的控制量是通过位置和速度的线性组合来求取,而非线性PID控制的控制量是通过位置和速度的非线性组合来求取,因此采用位置和速度信号的指数组合形式来求取控制量。非线性PID控制方法相对于线性PID控制方法的最大优势是其刚度大、抗外力冲击能力强。实验结果验证了非线性PID控制方法的优越性。 展开更多
关键词 磁悬浮系统 非线性 HD
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磁悬浮列车的双环控制 被引量：20
11
作者 刘恒坤 常文森 《控制工程》 CSCD 2007年第2期198-200,共3页
为了增强控制系统对磁悬浮列车系统参数变化的适应性,将磁悬浮系统分为电流环和位置环进行控制。对于电流环系统,采用模型参考自适应控制方法进行控制,使得在电磁线圈参数变化的情况下,电流环的性能能够保持稳定,这样就将三阶非线性磁... 为了增强控制系统对磁悬浮列车系统参数变化的适应性,将磁悬浮系统分为电流环和位置环进行控制。对于电流环系统,采用模型参考自适应控制方法进行控制,使得在电磁线圈参数变化的情况下,电流环的性能能够保持稳定,这样就将三阶非线性磁悬浮系统降阶为二阶系统;对于二阶系统,首先采用反馈线性化控制方法将系统线性化,然后采用PD控制算法进行控制,从而确保系统在不同工作点处的性能一致。仿真实验结果证明,该方法使磁悬浮列车的适应能力得到了明显的提高。 展开更多
关键词 磁悬浮系统 自适应控制 反馈线性化 全局稳定
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永磁电磁型低速磁悬浮车轨耦合振动抑制新方法 被引量：9
12
作者 李晓龙 龙鑫林 翟明达 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期649-655,共7页
针对永磁电磁混合磁浮列车静浮实验中遇到的车轨耦合振动问题,首先建立考虑轨道弹性的系统数学模型,分析产生振动的原因,提出了通过设置非线性饱和环节、动态调整饱和阈值来抑制车轨耦合振动的新方法。系统在平衡点附近时通过调整饱和... 针对永磁电磁混合磁浮列车静浮实验中遇到的车轨耦合振动问题,首先建立考虑轨道弹性的系统数学模型,分析产生振动的原因,提出了通过设置非线性饱和环节、动态调整饱和阈值来抑制车轨耦合振动的新方法。系统在平衡点附近时通过调整饱和阈值来改变控制输出的幅值特性,逐步消除引起共振的能量,从而达到抑制振动的目的,系统在偏离平衡点时,快速释放饱和环节,进而提升控制器的调节能力和抗干扰能力。 展开更多
关键词 车轨耦合振动 振动抑制 永磁电磁混合型磁悬浮 非线性饱和
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磁悬浮系统的非线性控制 被引量：7
13
作者 刘恒坤 施晓红 常文森 《控制工程》 CSCD 2007年第5期455-457,464,共4页
针对普通线性化控制方法不能满足磁悬浮系统的全局稳定的问题,研究了基于非线性磁悬浮系统模型的精确反馈线性化控制算法设计方法。建立了磁悬浮系统非线性模型,利用状态反馈将系统精确线性化,然后通过极点配置,按照动态性能设计指标计... 针对普通线性化控制方法不能满足磁悬浮系统的全局稳定的问题,研究了基于非线性磁悬浮系统模型的精确反馈线性化控制算法设计方法。建立了磁悬浮系统非线性模型,利用状态反馈将系统精确线性化,然后通过极点配置,按照动态性能设计指标计算出控制参数,得到符合工程实践要求的反馈算法。仿真和实验证明了这种控制方法能够保证磁悬浮控制系统的动态特性,同时具有较好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 磁悬浮系统 反馈线性化 全局稳定
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基于虚拟样机的磁悬浮控制系统仿真 被引量：5
14
作者 洪华杰 李杰 +1 位作者 李淑娟 常文森 《计算机仿真》 CSCD 2004年第12期209-212,共4页
自从磁浮列车的概念诞生起,研究者们一直采用微分方程描述方法对系统进行研究。但是由于系统是多点耦合,并且严重非线性,这种传统的研究方法已经不能满足研究需要,磁浮列车的飞速发展迫切需要一种新的有效的研究手段。虚拟样机技术是近... 自从磁浮列车的概念诞生起,研究者们一直采用微分方程描述方法对系统进行研究。但是由于系统是多点耦合,并且严重非线性,这种传统的研究方法已经不能满足研究需要,磁浮列车的飞速发展迫切需要一种新的有效的研究手段。虚拟样机技术是近几年在国际上逐渐发展起来的,它利用三维实物图形建立模型,避免了描述微分方程的困难。文中利用ADAMS虚拟样机软件组建详细的磁浮列车单个转向架三维模型,以垂向控制系统为研究对象进行虚拟样机仿真分析。最后给出了车辆慢慢悬浮和激励测试的仿真结果,这一结果与实验现象是一致的。该文将虚拟样机技术与磁浮列车系统技术研究有效地结合起来。 展开更多
关键词 虚拟样机 磁悬浮 悬浮控制 系统仿真
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一种适应轨道曲线变化的磁悬浮控制算法 被引量：6
15
作者 刘恒坤 张晓 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1101-1105,共5页
磁浮列车处于不同轨道曲线上时,系统的数学模型会发生变化,这会影响列车的悬浮性能,从而限制磁浮列车的行驶速度;采用加速度计输出和间隙二次微分组合反馈的非线性控制方法,解决了系统模型变化的问题,消除列车在不同轨道曲线上性能改变... 磁浮列车处于不同轨道曲线上时,系统的数学模型会发生变化,这会影响列车的悬浮性能,从而限制磁浮列车的行驶速度;采用加速度计输出和间隙二次微分组合反馈的非线性控制方法,解决了系统模型变化的问题,消除列车在不同轨道曲线上性能改变的不利影响,保持列车悬浮性能不变;仿真结果验证了所采用的控制方法的有效性。 展开更多
关键词 磁悬浮控制 反馈线性化 轨道曲线 加速度计
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非线性磁悬浮系统的稳定性分析 被引量：6
16
作者 刘恒坤 常文森 《兵工自动化》 2004年第6期56-58,共3页
非线性磁悬浮系统的稳定性分析,通过电磁铁动力学和电磁线圈的电压平衡方程,建立磁悬浮系统基本模型。求出系统奇点后,通过系统线性展开求出系统矩阵。用 PD 控制外加电流反馈量,将控制规律带入系统模型方程组求出矩阵的特征方程,由劳... 非线性磁悬浮系统的稳定性分析,通过电磁铁动力学和电磁线圈的电压平衡方程,建立磁悬浮系统基本模型。求出系统奇点后,通过系统线性展开求出系统矩阵。用 PD 控制外加电流反馈量,将控制规律带入系统模型方程组求出矩阵的特征方程,由劳斯判据得知非线性系统稳定的位置反馈系数及取值范围。 展开更多
关键词 稳定性分析 磁悬浮系统 PD控制 劳斯判据
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磁悬浮系统的双环自适应控制器设计与仿真 被引量：4
17
作者 刘恒坤 施小红 常文森 《计算机仿真》 CSCD 2006年第8期293-295,301,共4页
研究了基于机械和电气两种结构的磁悬浮系统的自适应控制方案,实现了双环磁悬浮控制系统的稳定悬浮。根据电磁铁动力学方程和电磁线圈的电压平衡方程,建立了磁悬浮系统基本模型。对系统中的电气部分和机械部分采用不同的控制方法:电气... 研究了基于机械和电气两种结构的磁悬浮系统的自适应控制方案,实现了双环磁悬浮控制系统的稳定悬浮。根据电磁铁动力学方程和电磁线圈的电压平衡方程,建立了磁悬浮系统基本模型。对系统中的电气部分和机械部分采用不同的控制方法:电气部分采用模型参考自适应控制的方法,加快电流上升的速度,使电流环性能达到设定指标;机械部分简化模型建立在电气自适应控制的基础上,针对系统参数的慢变特点而采用自校正控制方法,给出了能够自动跟踪系统参数,尤其是悬浮质量变化的稳定悬浮自适应控制算法。仿真和实验结果均证明这种控制方法能够使电流环快速跟踪给定信号,保证此悬浮系统能够很好地适应悬浮质量发生突变的情况,具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 磁悬浮系统 模型参考自适应控制 自校正控制
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磁悬浮系统的降阶自适应控制 被引量：2
18
作者 刘恒坤 常文森 施晓红 《控制工程》 CSCD 2006年第5期410-412,共3页
在磁悬浮系统的模型参数变化的情况下,为了保证系统的动态性能保持不变,设计了降阶自适应控制方法。根据电磁铁动力学和电磁线圈的电压平衡方程,建立磁悬浮系统基本模型。采用电流环校正方法,将电流环时间常数尽量减小,使其在低频信号... 在磁悬浮系统的模型参数变化的情况下,为了保证系统的动态性能保持不变,设计了降阶自适应控制方法。根据电磁铁动力学和电磁线圈的电压平衡方程,建立磁悬浮系统基本模型。采用电流环校正方法,将电流环时间常数尽量减小,使其在低频信号段可等效为普通比例环节。在此基础上,采用自适应控制算法,使闭环系统的动态性能满足要求。仿真和试验均证明该方法不但能够满足系统的动态特性要求,而且能够满足系统的实时性要求。 展开更多
关键词 磁悬浮系统 劳斯判据 电流环 自校正控制
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CMS-3型磁悬浮列车微机监控与数据通信系统 被引量：2
19
作者 龙志强 刘曙生 +2 位作者 佘龙华 尹力明 常文森 《机车电传动》 北大核心 2002年第6期21-24,共4页
以CMS-3型载人磁悬浮列车的车载微机监控系统为对象,提出磁悬浮列车微机监控系统的基本功能和要求,介绍了车辆级和列车级的监控系统,文章重点对基于CAN bus的车辆总线和基于CAN bus 和PROFIBUS的列车总线进行了论述,对基于DPC31的PROFI... 以CMS-3型载人磁悬浮列车的车载微机监控系统为对象,提出磁悬浮列车微机监控系统的基本功能和要求,介绍了车辆级和列车级的监控系统,文章重点对基于CAN bus的车辆总线和基于CAN bus 和PROFIBUS的列车总线进行了论述,对基于DPC31的PROFIBUS的智能从站进行了介绍。给出了总线冗余的具体设计方案和措施,对磁悬浮列车微机监控系统及其网络系统进行了车载试验,提出了改进措施。最后对该微机监控系统在八达岭示范线的应用中可能遇到的问题进行了分析和讨论。 展开更多
关键词 数据通信系统 磁悬浮列车 微机监控系统 CAN总线 PROFIBUS总线
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磁悬浮列车的涡流制动 被引量：3
20
作者 龙鑫林 张丙飞 佘龙华 《兵工自动化》 2007年第9期58-59,共2页
结合德国TR07磁悬浮列车的涡流制动装置,分析线性涡流制动的电磁机理。用解析法分析其制动过程中的电磁机理,推导出涡流制动特性方程,并与有关的试验曲线比较,理论计算值与试验值基本吻合,说明特性方程能正确地反映涡流制动力大小与各... 结合德国TR07磁悬浮列车的涡流制动装置,分析线性涡流制动的电磁机理。用解析法分析其制动过程中的电磁机理,推导出涡流制动特性方程,并与有关的试验曲线比较,理论计算值与试验值基本吻合,说明特性方程能正确地反映涡流制动力大小与各物理量之间的关系。 展开更多
关键词 磁悬浮列车 涡流制动 制动力
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