永磁電磁懸浮技術(shù)及應(yīng)用研究

第1章緒論1
1.1背景與意義3
1.2國(guó)內(nèi)外磁浮交通的主要應(yīng)用成果5
1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀和主要成果5
1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀和主要成果6
1.3永磁電磁混合型懸浮技術(shù)研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)14
1.3.1電磁鐵設(shè)計(jì)16
1.3.2懸浮控制技術(shù)16
1.3.3吸死防護(hù)技術(shù)17
1.4永磁電動(dòng)與電磁混合懸浮技術(shù)研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)18
1.4.1永磁電動(dòng)懸浮技術(shù)18
1.4.2永磁電動(dòng)與電磁混合懸浮技術(shù)19
1.5本章小結(jié)21
第2章永磁電磁混合型高速磁浮列車懸浮電磁鐵設(shè)計(jì)技術(shù)23
2.1概述25
2.2永磁電磁混合型磁鐵的基本設(shè)計(jì)要求26
2.2.1節(jié)能要求26
2.2.2提升永磁體利用率的要求28
2.2.3提高PEM可控性能的要求29
2.3永磁電磁混合型磁鐵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與對(duì)比分析32
2.3.1現(xiàn)有EM的基本結(jié)構(gòu)32
2.3.2三種安裝永磁體的方案分析32
2.3.3PEM的有限元計(jì)算與分析33
2.4節(jié)能型永磁電磁混合型磁鐵設(shè)計(jì)36
2.4.1節(jié)能型PEM的設(shè)計(jì)要求36
2.4.2節(jié)能型PEM的參數(shù)計(jì)算37
2.4.3節(jié)能型PEM的設(shè)計(jì)結(jié)果39
2.4.4節(jié)能型PEM的研制與實(shí)驗(yàn)40
2.5安全型永磁電磁混合型磁鐵設(shè)計(jì)41
2.5.1安全型PEM的設(shè)計(jì)要求42
2.5.2安全型PEM的參數(shù)計(jì)算42
2.5.3安全型PEM的設(shè)計(jì)結(jié)果45
2.6綜合型永磁電磁混合型磁鐵設(shè)計(jì)45
2.6.1綜合型PEM的設(shè)計(jì)要求45
2.6.2綜合型PEM的參數(shù)計(jì)算45
2.6.3綜合型PEM的設(shè)計(jì)結(jié)果51
2.7本章小結(jié)51
第3章永磁電磁混合型高速磁浮列車懸浮控制技術(shù)53
3.1概述55
3.2永磁電磁混合懸浮系統(tǒng)建模與分析56
3.2.1系統(tǒng)模型56
3.2.2開(kāi)環(huán)特性分析58
3.2.3永磁參數(shù)和漏磁因素對(duì)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)特性的影響59
3.3基于狀態(tài)反饋的零功率控制器設(shè)計(jì)61
3.3.1狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)61
3.3.2狀態(tài)反饋控制器仿真分析63
3.4基于參數(shù)自適應(yīng)的零功率控制器設(shè)計(jì)64
3.4.1參數(shù)自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)65
3.4.2參數(shù)自適應(yīng)控制器穩(wěn)定性分析66
3.4.3參數(shù)自適應(yīng)控制器仿真分析67
3.5永磁電磁混合懸浮系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究68
3.5.1永磁電磁混合懸浮雙磁浮架實(shí)驗(yàn)研究68
3.5.2整車運(yùn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試73
3.6本章小結(jié)74
第4章永磁電磁混合型中低速磁浮列車懸浮技術(shù)75
4.1概述77
4.2永磁電磁混合懸浮電磁鐵設(shè)計(jì)78
4.2.1磁鐵結(jié)構(gòu)選擇78
4.2.2磁鐵結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)79
4.2.3有限元仿真分析80
4.3永磁電磁混合懸浮系統(tǒng)抗擾控制83
4.3.1錯(cuò)臺(tái)干擾83
4.3.2沖擊干擾86
4.3.3負(fù)載變化對(duì)懸浮系統(tǒng)的影響90
4.4實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證93
4.4.1電磁懸浮與永磁電磁混合懸浮實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)比93
4.4.2整車運(yùn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試97
4.5本章小結(jié)100
第5章永磁電磁混合懸浮系統(tǒng)的安全防護(hù)技術(shù)101
5.1概述103
5.2中低速磁浮系統(tǒng)機(jī)械防護(hù)策略103
5.2.1吸死力學(xué)特性與危害性分析103
5.2.2防撞銅塊厚度優(yōu)化設(shè)計(jì)105
5.3中低速磁浮系統(tǒng)主動(dòng)控制防護(hù)策略108
5.3.1防吸死控制算法108
5.3.2防吸死實(shí)驗(yàn)研究111
5.4高速磁浮系統(tǒng)主動(dòng)控制防護(hù)策略114
5.4.1永磁電磁混合型懸浮吸死故障分析114
5.4.2基于線性矩陣不等式的防吸死控制算法120
5.4.3防吸死實(shí)驗(yàn)研究127
5.5本章小結(jié)129
第6章超高速永磁電動(dòng)懸浮技術(shù)131
6.1概述133
6.2永磁電動(dòng)懸浮的機(jī)理分析134
6.2.1Halbach永磁體陣列與空間磁場(chǎng)分析134
6.2.2離散軌道形式電磁力計(jì)算140
6.2.3連續(xù)軌道形式電磁力計(jì)算144
6.3Halbach結(jié)構(gòu)永磁體陣列的優(yōu)化設(shè)計(jì)149
6.3.1理想Halbach結(jié)構(gòu)永磁體陣列優(yōu)化分析149
6.3.2準(zhǔn)Halbach結(jié)構(gòu)永磁體陣列優(yōu)化分析152
6.4永磁電動(dòng)懸浮系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析159
6.5永磁電動(dòng)懸浮實(shí)驗(yàn)測(cè)試161
6.5.1永磁電動(dòng)懸浮實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)161
6.5.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析162
6.6本章小結(jié)164
第7章超高速永磁電動(dòng)與電磁混合懸浮技術(shù)165
7.1概述167
7.2永磁電動(dòng)與電磁混合懸浮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案168
7.2.1車體與軌道結(jié)構(gòu)168
7.2.2懸浮與導(dǎo)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)169
7.3永磁電動(dòng)與電磁混合懸浮系統(tǒng)建模172
7.3.1永磁電動(dòng)與電磁混合懸浮系統(tǒng)172
7.3.2永磁電動(dòng)懸浮系統(tǒng)阻尼特性分析173
7.3.3永磁電動(dòng)與電磁混合懸浮系統(tǒng)模型178
7.4永磁電動(dòng)與電磁混合懸浮系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)182
7.4.1永磁電動(dòng)與電磁混合懸浮系統(tǒng)能控能觀性182
7.4.2永磁電動(dòng)與電磁混合懸浮系統(tǒng)速度反饋控制器設(shè)計(jì)183
7.4.3永磁電動(dòng)與電磁混合懸浮系統(tǒng)間隙反饋控制器設(shè)計(jì)192
7.4.4永磁電動(dòng)與電磁混合懸浮系統(tǒng)控制方案205
7.5永磁電動(dòng)與電磁混合懸浮實(shí)驗(yàn)測(cè)試208
7.5.1永磁電動(dòng)與電磁混合懸浮實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)208
7.5.2永磁電動(dòng)與電磁混合懸浮控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析209
7.6本章小結(jié)211
參考文獻(xiàn)212