介绍 |
| 磁悬浮(磁悬浮)技术主要是用于不同的领域,如高速列车[1],[2]磁轴承,减少摩擦和光刻步进由于机械接触,低维护成本,达到高精度定位[3]。雷竞技网页版通常,磁悬浮技术分为两种类型:电动力学悬挂(EDS)和电磁悬架(EMS)。EDS系统通常称为“斥力悬浮”,并从超导磁铁悬浮的来源/永久磁铁。另一种类型,电磁悬挂系统通常表达为“有吸引力的悬浮”,这磁悬浮力是完全不稳定的控制问题变得更加复杂。摘要EMS计划用于基本的悬浮力的线性磁悬浮铁路系统,并各自的定位和悬浮稳定控制的主要目标的磁悬浮控制系统操纵人模范自由控制方案。没有接触这些系统可以减少噪音,雷竞技网页版组件磨损、振动和维护成本[5]。然而,他们是非线性动力学不稳定和适当的这些系统的性能很大程度上取决于他们的控制策略。 |
电磁悬架 |
| EMS是一个吸引力悬浮系统电磁铁在车辆相互作用和铁磁rails指南路上所吸引。固有的不稳定的吸引磁力必须不断地快速调整伺服控制电流的磁场绕组。否则,悬浮车将迅速崩溃。因为一个EMS系统通常运行小空气间隙(10毫米),保持控制变得更加困难,因为速度变得更高。然而,EMS系统本身能够漂浮在零或低速度,由于引力是独立于速度。 |
| 图1显示了用于反式高速磁悬浮列车的悬浮技术。它使用一个t形钢导轨的骑车辆与j扩展环绕该指南。支持磁铁漂浮培训和指导磁铁使火车慢跑在其轨道。这种悬浮技术有利于高速操作因为悬浮和指导不接口。 |
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电动悬架 |
| EDS悬浮技术可分为两种类型:超导磁体类型和永磁类型。设计使用u型高架导轨与含有悬浮线圈的侧壁,一些低于和高于磁悬浮车辆上的超导磁体的水平(见图2)。当火车通过了超导磁体,电流在线圈的感应。目前这个临时创建一个临时的磁场,要么排斥与超导磁体的交互(线圈)或有吸引力的交互(线圈上图),导致净向上的力,漂浮火车。线圈也安排了这样一种方式,任何横向运动的训练产生排斥力两侧的火车,从而保持训练集中在跑道上。EDS系统是稳定的磁性,是不必要的控制气隙(约100毫米)。大型车辆和导轨之间的气隙意味着系统是可靠的不同变化的负载。因此,EDS系统非常适合高速运行。 |
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Inductrack |
| 图3显示了一个Inductrack系统[5]的基本成分。在这种方法中,永磁体设置上了车,和做空卷在地上。车辆一侧的永久磁铁定位不断在磁极的方向。此外,做空地面线圈边定位,使他们形成一个链沿纵向方向的线圈产生的磁场在汽车方面,他们是密集的方向。当火车在运动,这些磁铁产生的磁场排斥电流closed-pack数组的做空进行轨道电路。 |
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可能的控制方法 |
PID控制 |
| PID控制方法具有控制结构简单,易于设计。利用EMS战略和LIM基本悬浮和推进力的线性磁悬浮铁路系统。PID控制系统的目的是实现稳定平衡磁悬浮平台的实际应用。 |
鲁棒控制 |
| 在磁悬浮系统中存在许多不确定性,如参数摄动,未建模动态,和外部干扰。鲁棒控制方法,比如H2和H∞控制,提供更好的性能比经典控制方法。加权函数用于衰减低频共振峰的闭环系统。控制器中获得领先-落后相位特性,相位超前发生在低频率产生闭环稳定。 |
智能控制 |
| 由于磁悬浮系统都是高度非线性,智能控制方法,如神经网络、模糊逻辑、遗传算法用于捕获动态行为控制,实现高绩效差距。,neuralfuzzy推理网络是用来捕捉磁悬浮车辆的动态行为。观察到闭环磁悬浮系统是完全可靠的外部干扰。 |
系统模型 |
| 电磁悬浮系统的模型如图4所示,在那里,m是悬浮磁铁的质量,g是重力加速度,d是悬浮磁铁的垂直位置测量线圈的底部,f是电磁铁产生的悬浮磁铁上的力和e是霍尔效应传感器的电压。 |
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| 施加的力的大小由电磁铁悬浮磁铁可以密切近似 |
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| 通过霍尔效应传感器感应的电压由悬浮磁铁和线圈可以密切近似 |
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| α,β和γ是常数,取决于所用的霍尔效应传感器系统的几何和n是噪声过程,导致测量的腐败。 |
| 让 |
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| 系统的状态,z = d控制输出,y = e的测量输出,u = v控制输入和w = n干扰/噪声输入,标准状态方程描述的系统可以写成 |
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| 雅可比矩阵的线性化系统的平衡点 |
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| 在那里, |
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| 然后系统 |
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| 在哪里 |
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| 线性化系统的传递矩阵 |
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| ,ΔZ (s),ΔY (s),ΔW (s)和ΔU (s)的拉普拉斯变换是δz (t),δy (t),δw (t)和δu (t)。在这个推导过程,后面移动引发的emf悬浮磁铁被忽略,因为它很小。如果下面的霍尔效应传感器位于悬浮磁铁,然后γ也非常小,它也可以被忽视。这些系数的值如下:设计控制器稳态误差。因此,积分控制器是用来解决这个问题。积分控制器的增益应规范根据理想的性能。 |
仿真与结果 |
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| 一个控制器是专为EMS与规范中列出的表。1,其不受控制的波德图如图4所示。很明显从这个图不受控制的系统是不稳定的。选择积分控制器增益的值通过尝试和错误的方法。然而,它可以将状态反馈和计算最佳收益。EMS是模拟的动态性能提出的控制系统。 |
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结论 |
| 之一,该控制器的优点,而不是先前提出的方法是可取的气隙的所有可能的错误时可以毁了巨大变化或障碍应计通过选择一个积分控制器积分部分的变化被认为是举办,它已经表明,正确选择积分部分可以减少稳态模式所需的时间。也有助于降低系统时间的正确选择积分部分达到稳定模式。 |
| 这些低成本的磁悬浮工具包提供了一个开放的——设计问题结束。基本系统的性能设计不足,允许学生将他们的知识应用到传感器,实现改善磁学,电力电子,电子和补偿。 |
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引用 |
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