【摘 要】
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本文主要以动力学和现代控制理论为基础,首次较为完整地研究高速磁浮列车悬浮系统的最优控制方法。首先,建立了单自由度磁悬浮垂向振动模型,模型中考虑了电磁力以及控制规则,以便
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本文主要以动力学和现代控制理论为基础,首次较为完整地研究高速磁浮列车悬浮系统的最优控制方法。首先,建立了单自由度磁悬浮垂向振动模型,模型中考虑了电磁力以及控制规则,以便模拟控制系统对悬浮磁铁与轨道梁间电磁力的控制。其中首次详细讨论和研究了PID控制、基于电磁铁气隙偏移、速度偏移、加速度作为反馈量的输出反馈最优控制,基于电磁铁气隙偏移、速度偏移、电流作为反馈量的状态反馈最优控制的磁悬浮悬浮系统设计并开创性地设计观测器来观测电磁铁速度偏移,通过对轨道不平顺随机振动分析和轨道阶跃响应分析,比较了各控制系统悬浮特性。这些研究结果证明了上述悬浮控制系统的有效性,为磁悬浮悬浮控制系统的实际设计提供了理论基础,并为开展整车悬浮稳定性和动力学研究打下了坚实的基础。再次,首次建立了单节整车的47自由度的磁悬浮垂向振动模型,并通过对磁悬浮垂向振动模型时域和频域的仿真,分析了车辆悬挂参数、反馈参数、以及空、重车对磁悬浮列车悬浮稳定性及走行品质的影响。通过对磁浮车辆随机振动响应及其平稳性分析,为我国磁浮列车系统的技术评价、车辆悬浮控制设计提供一定的理论依据和指导原则。最后,开创性地研究和设计磁悬浮实验台,为实际研究控制参数对稳定性影响提供一个实验平台。
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