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磁浮车辆悬浮控制器模态及振动疲劳分析
1
作者 徐佑辉 袁玄成 +1 位作者 罗志翔 周源 《电力机车与城轨车辆》 2026年第1期78-82,共5页
为评估悬浮控制器在磁浮车辆运行条件下的结构安全性和可靠性,对悬浮控制器进行了模态分析、随机振动分析和疲劳寿命分析。结果表明,悬浮控制器在X方向上的随机振动疲劳寿命为18858 s,主要发生在电解电容支架与箱体的螺栓连接孔处;在Y、... 为评估悬浮控制器在磁浮车辆运行条件下的结构安全性和可靠性,对悬浮控制器进行了模态分析、随机振动分析和疲劳寿命分析。结果表明,悬浮控制器在X方向上的随机振动疲劳寿命为18858 s,主要发生在电解电容支架与箱体的螺栓连接孔处;在Y、Z方向上的随机振动疲劳寿命为1×10^(20)s。悬浮控制器各方向上的随机振动疲劳寿命均满足GB/T 21563—2018中5 h的寿命要求,但在X方向上的随机振动疲劳寿命与标准要求十分接近。对此,采取增加电容支架厚度2 mm的方法,通过仿真验证,该方法可提高在X方向上的随机振动疲劳寿命至1×10^(20)s。 展开更多
关键词 悬浮控制器 随机振动 疲劳寿命 模态分析
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基于地面线圈特征识别的超导电动磁浮列车测速定位技术研究
2
作者 李云嵩 刘帅 +1 位作者 魏富强 王运达 《现代城市轨道交通》 2026年第2期66-72,共7页
超导电动磁浮列车在运行过程中依赖高精度的测速定位系统实现牵引控制和安全运行。针对现有非接触式定位测速方法在成本、精度与抗干扰能力之间的矛盾,提出一种基于地面线圈特征识别的测速定位方法,旨在对超导电动磁浮列车在运行过程中... 超导电动磁浮列车在运行过程中依赖高精度的测速定位系统实现牵引控制和安全运行。针对现有非接触式定位测速方法在成本、精度与抗干扰能力之间的矛盾,提出一种基于地面线圈特征识别的测速定位方法,旨在对超导电动磁浮列车在运行过程中的位置与速度进行精确检测。该方法通过优化设计发射和接收线圈布置方式加强信号强度及抗干扰能力,利用数字正交解调提取有效信号,结合四象限反正切运算获取列车相对位置,进而解算出列车的运行速度与方向。为验证所提方法的有效性,以长春高温超导悬浮试验线为依托,搭建1:5微缩试验平台进行实验验证。实验结果表明,该方法具有较高的定位和测速精度,可行性较强。希望能够为低成本、高精度的超导电动磁浮列车测速定位系统开发提供技术参考。 展开更多
关键词 超导电动磁浮列车 测速定位 地面线圈特征识别 数字正交解调
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钉扎磁浮列车分布式紧急制动控制多目标优化
3
作者 何沛恒 张继业 +1 位作者 隋皓 张卫华 《铁道学报》 北大核心 2026年第1期100-113,共14页
高温超导钉扎磁浮列车突遇直线电机失效时需进行紧急制动,为研究涡流制动器的控制方法和列车动力学行为,建立较完善的多编组列车纵向动力学模型并考虑两种控制器。一种是以期望加速度为目标控制制动力的简单控制器,但忽略磁浮架之间的... 高温超导钉扎磁浮列车突遇直线电机失效时需进行紧急制动,为研究涡流制动器的控制方法和列车动力学行为,建立较完善的多编组列车纵向动力学模型并考虑两种控制器。一种是以期望加速度为目标控制制动力的简单控制器,但忽略磁浮架之间的相对误差以及车体与磁浮架的相互作用;另一种是“顾前型”滑模控制器,以缓解列车的纵向振荡。在满足系统稳定性要求的控制参数范围内进行拉丁超立方抽样,利用Kriging方法建立控制参数与动力学指标之间的代理模型,并通过NSGA-Ⅱ遗传算法寻优,经多次加点迭代计算后获得制动效果相对最好的控制参数Pareto前沿。建立的纵向动力学模型可用于列车的纵向振动研究,经多目标优化后的“顾前型”滑模控制器可实现较理想的制动过程。 展开更多
关键词 高温超导钉扎磁悬浮 分布式制动 滑模控制 多目标优化
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超导电动悬浮列车明线气动特性及其对悬浮状态的影响 被引量：2
4
作者 赵春发 李煜寒 +3 位作者 彭也也 杨晶 宁晓芳 冯洋 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期793-802,共10页
超导电动悬浮列车设计速度达到600 km/h,车体附近流动加剧,受到的气动荷载也急剧增加.为研究超导电动悬浮列车气动荷载作用下车辆的悬浮状态,基于有限元方法,采用SST k-ω湍流模型计算并分析某型磁浮列车明线工况下的气动特性;并基于气... 超导电动悬浮列车设计速度达到600 km/h,车体附近流动加剧,受到的气动荷载也急剧增加.为研究超导电动悬浮列车气动荷载作用下车辆的悬浮状态,基于有限元方法,采用SST k-ω湍流模型计算并分析某型磁浮列车明线工况下的气动特性;并基于气动特性提出一种分部件提取气动荷载及加载方式,可以更为真实地反映气动荷载作用下的动力学响应.磁浮列车气动特性结果表明:U型轨道较大程度限制车体附近流动,尾涡在U型轨内部需要较长距离耗散;磁浮列车悬浮架与轨道间横向间隙变化使得悬浮架底部出现负压,以600km/h速度为例,整体提取头车及中间车为升力,尾车则为下压力;分部件提取三车体均为升力,且升力幅值从大到小依次为头车、尾车、中间车,悬浮架受到下压力且一位及四位悬浮架压力幅值大于二位及三位悬浮架;2种提取方式的气动荷载合力相同,但分部件提取时,仅车体气动升力幅值达到整体提取方式的约5倍.气动荷载作用下车辆动力学结果表明:气动荷载对悬浮架位移影响较为有限,最大高度变化量不超过7mm,且不同加载方式下几乎无差异;2种加载方式对动力学影响的区别主要反映于空簧受力变化量,分部件加载方式下空簧力最大为整体加载方式空簧力的2.86倍. 展开更多
关键词 磁浮列车 计算流体力学(CFD) 气动荷载 动力学特性
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高速列车精准停车跟踪控制仿真实验设计
5
作者 王青元 周岑 +3 位作者 郭佑星 高枫 冷林 丁菊霞 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第9期69-74,共6页
针对复杂大坡道区段高速列车高效、精准停车问题,研究旨在实现空、电联合制动列车速度与位置双闭环精确跟踪控制目标。考虑制动系统空气制动与电制度分离的特性与响应时滞,建立了制动过程动力学模型,并基于终端滑模控制设计自动停车算... 针对复杂大坡道区段高速列车高效、精准停车问题,研究旨在实现空、电联合制动列车速度与位置双闭环精确跟踪控制目标。考虑制动系统空气制动与电制度分离的特性与响应时滞,建立了制动过程动力学模型,并基于终端滑模控制设计自动停车算法。为应对运行阻力动态时变和执行机构响应的不确定性,算法引入自适应方法,并利用遗传算法整定自适应系数,在保证系统稳定性基础上减小抖振。半实物仿真实验结果表明:相较于传统制动模型,该算法可将列车停车点的终端位置误差控制在10 cm以内;与现有终端滑模控制算法相比,其控制平稳性显著提升。该研究可为高速列车按标停车的算法设计、验证测试及装置部署提供理论与技术支撑。 展开更多
关键词 高速列车 精准停车 空电分离特性 终端滑模控制 参数自适应
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中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁悬浮力补偿方法研究
6
作者 王滢 刘方麟 +2 位作者 刘世杰 陈邵宗 吴谦 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第6期150-154,共5页
[目的]随着列车运行速度提升,中低速磁悬浮交通的轨道涡流效应会导致列车头部悬浮电磁铁的悬浮力减小,且速度越高,悬浮力减小越明显,因此有必要对中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁悬浮力补偿方法进行研究。[方法]以中低速磁悬浮列车的单电磁... [目的]随着列车运行速度提升,中低速磁悬浮交通的轨道涡流效应会导致列车头部悬浮电磁铁的悬浮力减小,且速度越高,悬浮力减小越明显,因此有必要对中低速磁悬浮列车悬浮电磁铁悬浮力补偿方法进行研究。[方法]以中低速磁悬浮列车的单电磁铁为例,提出了一种考虑电磁铁非线性磁特性的悬浮力计算方法。利用电磁场有限元软件建立了电磁铁三维模型,分析了在200 km/h速度下,原有电磁铁在增加补偿电磁铁和头部电磁铁极长两种方法下的悬浮力。[结果及结论]两种电磁铁悬浮力的补偿方法为:在列车头部电磁铁前增加1块长300 mm左右的补偿电磁铁,并与列车头部两个主电磁铁串联;列车头部电磁铁极长增加300 mm左右。两种补偿悬浮力的方法分别可以提高悬浮力3.11 kN和3.50 kN,电磁铁模块可以满足列车运行在200 km/h时所需要的悬浮力。 展开更多
关键词 中低速磁悬浮列车 悬浮电磁铁 悬浮力补偿方法
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高速磁浮列车结构健康监测系统研究及应用
7
作者 牛步钊 彭畅 +3 位作者 阳劲松 王光君 许云飞 张小振 《铁道技术标准(中英文)》 2026年第1期6-12,共7页
针对速度600 km/h高速磁浮列车机电信息深度耦合的复杂特性,设计了多维协同的结构健康监测技术框架,系统攻克状态感知、故障诊断、状态预测与运维决策等关键技术,创新构建“感知-诊断-预测-决策”全链条监测体系。所研制的系统采用光纤... 针对速度600 km/h高速磁浮列车机电信息深度耦合的复杂特性,设计了多维协同的结构健康监测技术框架,系统攻克状态感知、故障诊断、状态预测与运维决策等关键技术,创新构建“感知-诊断-预测-决策”全链条监测体系。所研制的系统采用光纤光栅与压电导波复合传感技术,实现了电磁铁温度波动预警误差±2℃、结构应力监测误差≤5%、故障响应达10 ms级、故障预测准确率92%的性能指标,显著提升了列车运行安全性。未来该技术将深化与列车设计、智能运维的融合,强化新型感知与人工智能应用,推进工程化与标准化,支撑磁浮交通技术持续发展。 展开更多
关键词 高速磁浮列车 结构健康监测 故障诊断预测 智能运维
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高速磁悬浮列车技术综述 被引量：3
8
作者 熊嘉阳 沈志云 +2 位作者 池茂儒 吴兴文 梁树林 《交通运输工程学报》 北大核心 2025年第2期1-23,共23页
从高速磁悬浮交通技术发展历程出发,综述了常导电磁悬浮(EMS)、超导电动磁悬浮(EDS)、高温超导(HTS)磁悬浮(钉扎磁悬浮)和“超级高铁”(Hyperloop)永磁电动悬浮等4种高速磁悬浮列车的基本原理和技术特点;从安全性能、运营速度、运营维... 从高速磁悬浮交通技术发展历程出发,综述了常导电磁悬浮(EMS)、超导电动磁悬浮(EDS)、高温超导(HTS)磁悬浮(钉扎磁悬浮)和“超级高铁”(Hyperloop)永磁电动悬浮等4种高速磁悬浮列车的基本原理和技术特点;从安全性能、运营速度、运营维护、应用前景等四方面综合比较了4种高速磁悬浮列车技术方案的优缺点。研究结果表明:应以政府为主导,统筹谋划中国高速磁悬浮交通的未来发展建议,在常导电磁悬浮列车技术研发经验基础上,将超导电动磁悬浮、高温超导磁悬浮和真空管道高速磁悬浮关键技术研究列入国家科技研发计划,建设中试线试验基地进行布局研发,并有序规划试验线,从而构建中国在磁悬浮交通领域的综合研究体系、试验体系、标准体系和产品体系;在中国特色社会主义制度优势下,应充分把握高速磁悬浮交通发展的战略机遇,遵循科学与技术发展规律和大型系统工程创新研发流程,立足于已有研究基础,持续推进技术进步;4种高速磁悬浮列车由于技术成熟度不同,研究进程安排应循序渐进,分类实施,确保中国在高速及超高速交通运输领域的持续领先地位,为“交通强国”战略的实施作出积极贡献。 展开更多
关键词 轨道交通 高速磁悬浮 综述 磁悬浮列车 技术比较 发展建议 选型决策
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高速磁浮车辆悬浮系统多元基神经网络容错控制 被引量：1
9
作者 孙友刚 黄志创 +2 位作者 林国斌 徐俊起 吉文 《交通运输工程学报》 北大核心 2025年第2期61-74,共14页
针对高速磁浮车辆长期服役下的系统参数摄动,执行器故障和左、右电磁铁耦合问题的综合影响,分析了磁浮车辆悬浮系统搭接结构在通过车体连接过程中所出现的左、右电磁铁的相互耦合关系和执行器故障,并提出了一种基于多元基函数的神经网... 针对高速磁浮车辆长期服役下的系统参数摄动,执行器故障和左、右电磁铁耦合问题的综合影响,分析了磁浮车辆悬浮系统搭接结构在通过车体连接过程中所出现的左、右电磁铁的相互耦合关系和执行器故障,并提出了一种基于多元基函数的神经网络自适应容错悬浮控制方法;将多元基函数引入到神经网络中,并针对控制过程中的复杂和不连续问题,引入了神经网络的上范数界处理的方法;通过基于Lyapunov函数证明所提方法对故障的容错性和对不确定系统动态的鲁棒性,在此基础上证明了控制方法的最终一致有界性。试验结果表明:在电磁铁发生部分失效的情况下,自适应变量能根据故障情况发生变化并影响控制电流,进而实现容错性能;分别跟踪平稳信号时,左、右电磁铁的最大跟踪误差分别为0.2、0.1 mm,平均误差分别为0.14、0.09 mm;分别跟踪正弦信号时,左、右电磁铁的最大跟踪误差分别为0.2、0.1 mm,平均误差分别为0.18、0.10 mm;分别跟踪方波信号时,左、右电磁铁的最大跟踪误差均为1.1 mm,平均误差分别为0.18、0.14 mm。所提方法在左、右电磁铁上均能够适应故障问题,快速跟踪期望信号,满足磁浮车辆在运行中的可靠性与安全性。 展开更多
关键词 磁浮车辆 悬浮系统 容错控制 自适应控制 神经网络
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磁悬浮列车动力学综述 被引量：1
10
作者 温炎丰 张威风 +1 位作者 蔡文锋 徐浩 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第6期137-144,共8页
[目的]为确保磁悬浮列车的运行平稳性和安全性,总结目前国内外磁悬浮列车动力学性能研究成果,并展望未来研究方向。[方法]基于UM动力学仿真软件,总结了车辆悬挂参数、悬浮架结构形式、多编组列车动力学、主动悬浮控制算法、被动悬浮拟... [目的]为确保磁悬浮列车的运行平稳性和安全性,总结目前国内外磁悬浮列车动力学性能研究成果,并展望未来研究方向。[方法]基于UM动力学仿真软件,总结了车辆悬挂参数、悬浮架结构形式、多编组列车动力学、主动悬浮控制算法、被动悬浮拟合模型、车-线动力学、横风荷载下列车动力学及桥梁动力响应等方面的研究成果,并展望未来研究方向。[结果及结论]现有研究大多简化悬浮架建模,较少考虑导向力等横向作用影响。未来需细化悬浮架模型,考虑车辆横向振动,深入进行磁悬浮车辆系统动力学研究。横风荷载下动力响应研究以数值模拟为主,需关注风力与车辆、桥梁结构的共振作用。主动悬浮控制算法及被动悬浮拟合模型对动力学仿真性能有重要影响。通过引入悬浮模型至UM软件,可优化悬浮参数及动力学指标,提升列车运行平稳性与安全性。现有磁悬浮列车道岔研究大多集中于列车通过直线道岔工况,对于列车侧向通过道岔时的耦合振动研究较少,未来可建立车-岔耦合系统动力学模型,分析耦合振动特征。采用多柔性体建模的刚柔耦合动力学模型可更真实反映车辆动态响应。需加强列车制动过程中车-桥耦合作用研究,评估车-桥、车-站动力学模型响应特征,以及桥梁、车站结构在纵向作用下的舒适性与安全性。 展开更多
关键词 磁悬浮列车 动力学 车辆悬挂参数 悬浮架结构形式 悬浮模型
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基于自参考自适应噪声消除的永磁轨道不平顺测量方法
11
作者 罗奕 袁宇航 +1 位作者 邓斌 邓自刚 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期904-911,共8页
在进行永磁轨道不平顺动态检测时,消除实测信号中由测量载体振动而产生的振动分量,有助于掌握更为准确的轨道实时状态.将自参考自适应噪声消除方法应用于永磁轨道不平顺检测,使单一信号源实现周期性成分与非周期性成分分离,在进行不平... 在进行永磁轨道不平顺动态检测时,消除实测信号中由测量载体振动而产生的振动分量,有助于掌握更为准确的轨道实时状态.将自参考自适应噪声消除方法应用于永磁轨道不平顺检测,使单一信号源实现周期性成分与非周期性成分分离,在进行不平顺管理时有效降低具有周期性特征的振动分量干扰.对高温超导高速磁浮工程化样车及试验线开展试验研究,将单个杜瓦作为测量载体并配合霍尔传感器进行永磁轨道轨面磁感应强度测量;利用自参考自适应噪声消除方法实现对实测样本的信号分离,分离后所得周期成分为振动分量,随机成分对应实际永磁轨道不平顺;对分离前后的信号进行时域与频域对比分析.研究表明:时域信号中随机成分相比分离前波动减小,频域信号中测量载体对应的振动分量成分已被分离至周期成分中,证明了本文所提方法的有效性. 展开更多
关键词 高温超导钉扎磁悬浮 永磁轨道 轨道不平顺 自参考自适应噪声消除
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地铁车厢车门开闭方式对飞沫传播影响
12
作者 李恒奎 梁习锋 +2 位作者 王中钢 由天宇 伍钒 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第10期4687-4696,共10页
地铁列车由于高乘员密度和封闭环境,成为呼吸类传染病传播的关键场所。与此同时,地铁系统的车站多、开关门频繁等运营特点导致车内空气流场动态变化,这些因素直接影响病毒传播的方式。特别是在高密度乘客的情况下,空气流动的不稳定性进... 地铁列车由于高乘员密度和封闭环境,成为呼吸类传染病传播的关键场所。与此同时,地铁系统的车站多、开关门频繁等运营特点导致车内空气流场动态变化,这些因素直接影响病毒传播的方式。特别是在高密度乘客的情况下,空气流动的不稳定性进一步加剧了病毒传播的复杂性。为研究携带病毒的飞沫在不同开关门状态下的传播规律,构建了高保真地铁列车客室仿真模型,并采用基于Realizable k-ε模型的URANS+DPM模拟方法,结合实车试验验证了计算模型的准确性。研究分析了车门开闭方式对室内流场结构、飞沫运动轨迹以及空间分布的影响。计算结果表明:车厢前门开启时,客室内的飞沫运动范围显著缩小。与所有车门关闭状态相比,纵向和横向的最大传播距离分别从7.6 m和2.7 m降至2.0 m和1.9 m。尽管在第16 s时,空气中的悬浮飞沫占比从46%增加至79%,呼吸区的飞沫占比峰值却从29%降至24%。因此,车厢前门开启有效减少了飞沫扩散范围和呼吸区内飞沫浓度,从而减少了交叉感染的风险。与前门开启的情况不同,车厢后门开启时,室内的飞沫传输范围出现增大趋势,纵向和横向的最大传播距离分别增至10 m和2.8 m。此外,模拟时间内悬浮飞沫的比例上升至64%,呼吸区飞沫占比的峰值达到43%,可见后门开启短时间内增加了呼吸区飞沫浓度,从而提高了交叉感染的风险。上述研究结果可为地铁列车的病毒防控提供参考。 展开更多
关键词 地铁客室 飞沫传播 流场分析 车门开闭 数值仿真
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并联式永磁电磁混合悬浮系统的仿真研究
13
作者 高涛 杨杰 +1 位作者 贾利民 周发助 《稀土》 北大核心 2025年第2期1-15,共15页
针对稀土永磁斥力型轨道交通制式所面临的悬浮不可控问题,提出了一种并联式混合悬浮结构。在ANSYS仿真环境下,分析了基于Halbach永磁阵列的斥力型悬浮结构的力学特性,其静态磁场的非线性分布特征也使得该悬浮机制存在非线性力学关系及... 针对稀土永磁斥力型轨道交通制式所面临的悬浮不可控问题,提出了一种并联式混合悬浮结构。在ANSYS仿真环境下,分析了基于Halbach永磁阵列的斥力型悬浮结构的力学特性,其静态磁场的非线性分布特征也使得该悬浮机制存在非线性力学关系及悬浮落差大等问题;通过系统性的分类仿真探究了机械阻尼结构和电磁阻尼结构对永磁悬浮阵列的动力学性能调节作用,电磁阻尼系统的主动控制能力使得永磁悬浮系统具备了可控性和稳定性;研究了电磁阻尼系统与车载永磁体在空间位置因素影响下对悬浮导向性能的影响关系。结果表明,电磁阻尼系统并不能实现悬浮导向的双自由度的协同控制作用,但附加电磁阻尼约束可有效解决永磁悬浮控制问题,进而改善悬浮刚度,为解决悬浮振动落差大、磁能衰变快等问题提供思路。 展开更多
关键词 磁悬浮列车 永磁悬浮 永磁电磁混合悬浮 电磁阻尼系统 有限元仿真
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超导磁浮列车超导磁场及悬浮磁场谐波分析 被引量：2
14
作者 李真 周燕 +2 位作者 洛启 于青松 李凯 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第2期27-31,共5页
[目的]在超导磁浮列车实际运行过程中,由于地面线圈排布高度不一致、电磁气隙较大等原因,磁场中往往含有大量的高次谐波。谐波会对列车的悬浮性能产生较大影响,应深入研究列车高速运行状态下超导磁场、悬浮磁场的电磁特性及磁场分布规律... [目的]在超导磁浮列车实际运行过程中,由于地面线圈排布高度不一致、电磁气隙较大等原因,磁场中往往含有大量的高次谐波。谐波会对列车的悬浮性能产生较大影响,应深入研究列车高速运行状态下超导磁场、悬浮磁场的电磁特性及磁场分布规律。[方法]以日本山梨试验磁浮线MLX01型列车为案例,介绍了超导磁浮列车的悬浮机理,对超导磁场和悬浮磁场的计算理论进行了阐述。建立了线圈沿列车运行方向、列车悬浮方向的磁动势分布模型,利用空间谐波法对“超导磁场—8字线圈感应电流—悬浮磁场”这一能量转换过程进行了解耦计算,分析了超导磁场中高次谐波的占比情况。基于8字线圈的结构及参数,计算得到了8字线圈的感应电流,并对8字线圈的悬浮磁场进行了谐波分析。[结果及结论]在8字线圈表面处,超导磁场的电磁感应强度主要以基波和3次谐波为主,基波幅值为1.113 T,3次谐波占比约为基波的19.40%。在悬浮磁场中,磁场的电磁感应强度主要以基波和5次谐波为主,基波幅值为0.065 T,5次谐波的占比约为基波的46.70%。 展开更多
关键词 超导磁浮列车 超导磁场 悬浮磁场 空间谐波法
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基于伪谱法的快速磁浮列车节能优化策略研究
15
作者 李拥军 杨明智 李进翱 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第10期4347-4353,共7页
随着磁浮交通在国内的快速发展,磁浮列车牵引节能技术逐渐受到了广泛关注。为了解决快速磁浮列车运行过程中消耗较多牵引能耗的问题,减少磁浮列车运行能耗,基于伪谱法研究快速磁浮列车节能速度曲线优化策略。首先,使用列车单质点动力学... 随着磁浮交通在国内的快速发展,磁浮列车牵引节能技术逐渐受到了广泛关注。为了解决快速磁浮列车运行过程中消耗较多牵引能耗的问题,减少磁浮列车运行能耗,基于伪谱法研究快速磁浮列车节能速度曲线优化策略。首先,使用列车单质点动力学模型,构建磁浮列车定时条件下的节能最优控制模型;其次,根据磁浮线路以及列车特点,将线路划分成数个线路限速和坡道阻力均为常数的子区域,形成磁浮列车节能的多阶段最优控制模型;然后,利用Radau伪谱法将最优控制问题转化为以配点处的状态和控制变量为待优化参数的非线性规划问题,通过求解这个转化后的非线性规划问题,获得原最优控制问题的数值近似解;接着,依据实际的线路数据以及列车参数对算法进行数值仿真,利用Matlab中的伪谱法软件包GPOPS,编制快速磁浮列车节能曲线优化问题的求解算法。仿真结果表明,在相同的线路数据和列车参数下,与其他方法相比,伪谱法计算的列车牵引能耗更低,CPU运算时间更少,从而验证了伪谱法在快速磁浮列车节能牵引计算中的有效性和优越性,且伪谱法计算得到的最大牵引/制动力曲线均是光滑变化的,提升了列车的舒适性;最后,在某磁浮线上采用伪谱法最优数值算法,得到较全线最大能耗的能耗优化率为13.85%,验证了所采用算法的优越性。研究方法与成果可以为快速磁浮列车运行的牵引节能技术提供借鉴。 展开更多
关键词 快速磁浮 牵引节能 多阶段最优控制 速度曲线优化 伪谱法
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基于侧风下列车表面多点压力信息的气动力预测研究
16
作者 霍小帅 刘堂红 +1 位作者 陈晓栋 王鑫然 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期3020-3033,共14页
由于条件限制,实车试验通常只能通过压力积分法来间接获得列车气动力。尽管通过适量布设压力测点能够获得一定精度的气动力数据,但其准确性与可靠性往往受到压力测点数量和布局的影响。此外,大量的压力测点不仅增加了试验成本,而且降低... 由于条件限制,实车试验通常只能通过压力积分法来间接获得列车气动力。尽管通过适量布设压力测点能够获得一定精度的气动力数据,但其准确性与可靠性往往受到压力测点数量和布局的影响。此外,大量的压力测点不仅增加了试验成本,而且降低了数据的利用效率。本文提出一种耦合随机森林(RF)和多层感知器(MLP)/多头感知器(MHP)的数据驱动方法,对侧风条件下列车表面的压力测点进行合理布局,基于有限压力测点对气动力进行快速预测。首先,采用计算流体动力学(CFD)模拟获得侧滑角为0°~90°下的列车气动力系数和表面压力。其次,利用RF提取对气动力系数影响较大的压力测点,筛选前100个压力测点作为备选。最后,基于多测点压力与气动力系数之间的关系构造MLP和MHP预测模型。研究结果表明:MHP对气动力系数的预测效果比MLP对气动力系数的预测效果好,通过12个压力测点能较好地预测列车的气动力系数。 展开更多
关键词 高速列车 表面压力 气动力 随机森林 多层感知器
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隧道断面面积与线间距对速度为600km/h的超导磁浮列车隧道交会气动特性的影响
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作者 潘神功 张雷 +4 位作者 王田天 高月 徐枢 郑景瑞 王建达 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第10期4445-4457,共13页
针对速度为600km/h超导磁浮列车隧道交会时产生的车体表面压力、隧道壁面压力及车体气动力剧增问题,基于三维可压缩流场流动数值模拟及速度为600km/h级动模型试验系统,研究隧道断面面积及线间距对列车隧道交会车-隧气动耦合效应的影响,... 针对速度为600km/h超导磁浮列车隧道交会时产生的车体表面压力、隧道壁面压力及车体气动力剧增问题,基于三维可压缩流场流动数值模拟及速度为600km/h级动模型试验系统,研究隧道断面面积及线间距对列车隧道交会车-隧气动耦合效应的影响,分析84、100、120和140m^(2)这4种隧道断面面积及5.1、5.4、5.6和5.8m这4种线间距对超导磁浮列车车体表面压力、隧道壁面压力和车体气动力的影响规律。研究结果表明:1)当速度为600km/h的超导磁浮列车在隧道会车时,车体表面压力极值与隧道断面积呈幂次方衰减关系,仅当隧道断面积大于140m^(2)时,最大压力峰峰值才低于18kPa安全值;隧道壁面压力与隧道断面面积呈反比关系,当隧道断面面积从84m^(2)增加到140m^(2)时,隧道中部壁面压力降低44.4%。2)当线间距为5.1m时,车体表面压力极值相比于5.4m时高32%,当线间距大于5.4m时,压力趋于稳定,表明5.4m为临界安全间距;隧道壁面压力与线间距呈正相关,但当线间距为5.1m时,隧道表面压力最大达到了47kPa,这是由于两车靠得过近,车间相互作用为主导,产生了瞬间高值压力。3)隧道断面面积对车体气动力影响比较大,气动阻力最大达68kN,气动阻力随断面积增大,波动幅值明显降低,当隧道断面积从84m^(2)增至140m^(2)时,阻力波动降幅达48%,线间距变化对气动力的影响较小。 展开更多
关键词 超导磁浮列车 线间距 隧道断面 压力分布 气动特性
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高温超导磁通钉扎悬浮列车改进型悬浮架系统参数可行域分析
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作者 张明亮 段佳琪 +2 位作者 杨新梦 刘鹏飞 张连朋 《机械工程学报》 北大核心 2025年第23期120-133,共14页
为了增大悬浮力和提升安全性,设计了一种用于高温超导磁通钉扎悬浮列车的抱轨式改进型悬浮架系统。首先,基于冻结镜像模型和高温超导体的混合磁场特性提出一种等效处理高温超导体的方法,利用实验数据验证了该方法的正确性,使用该方法得... 为了增大悬浮力和提升安全性,设计了一种用于高温超导磁通钉扎悬浮列车的抱轨式改进型悬浮架系统。首先,基于冻结镜像模型和高温超导体的混合磁场特性提出一种等效处理高温超导体的方法,利用实验数据验证了该方法的正确性,使用该方法得到改进型悬浮架系统的悬浮力数据,采用三次多项式函数进行拟合,建立悬浮力经验公式的数学模型。其次,基于数学模型建立改进型悬浮架系统的动力学方程,采用多尺度法推导系统响应的近似解析解,分析系统参数对振动响应的影响。最后,使用Melnikov方法对系统的混沌阈值进行推导,分析系统参数与运行参数对混沌阈值的影响。结果表明单位质量阻尼与单位质量线性刚度在一定范围内,可同时满足自由振动、主共振与不发生混沌运动的指标要求,且列车的运行速度对自由振动和主共振的影响较为显著,对系统的混沌阈值影响不大。研究成果为磁悬浮列车悬浮架系统的设计和确定合理的运行条件提供理论支撑。 展开更多
关键词 改进型悬浮架 非线性振动 参数可行域 混沌
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长定子直线同步电机ECE降阶模型快速仿真验证研究
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作者 依克沙·哈力木拉提 赵鲁 +2 位作者 罗宇昂 赵瑞宇 葛琼璇 《磁性材料及器件》 2025年第3期57-61,共5页
有限元仿真分析是常导型高速磁浮列车研究中重要的研究手段之一,针对长定子直线同步电机的有限元模型在网格剖分加密带来的仿真时长增长、计算效率较低的问题,为加快仿真计算速度,提高研究效率,提出一种基于静态参数映射的电机等效电路... 有限元仿真分析是常导型高速磁浮列车研究中重要的研究手段之一,针对长定子直线同步电机的有限元模型在网格剖分加密带来的仿真时长增长、计算效率较低的问题,为加快仿真计算速度,提高研究效率,提出一种基于静态参数映射的电机等效电路降阶模型(ECE)。并通过比对等效电路降阶模型与降阶前的有限元模型在全速度范围和不同工况下的仿真结果,验证了降阶模型的准确性,降阶模型极大的提升了仿真计算速度,提高了研究效率。 展开更多
关键词 长定子直线同步电机 降阶模型 有限元
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高速磁浮试验模型车解耦牵引拉杆设计与分析
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作者 陈睎豪 肖守讷 《轨道交通装备与技术》 2025年第5期16-21,共6页
牵引拉杆是轨道车辆传递牵引力和制动力的重要装置。为减少某高速磁浮试验模型车在试验平台上运行时,直线电机和试验模型车之间的横向、垂向、侧滚等运动的相互干扰,提高试验中车体运动状态测试的准确性和试验安全性,文章设计了一种具... 牵引拉杆是轨道车辆传递牵引力和制动力的重要装置。为减少某高速磁浮试验模型车在试验平台上运行时,直线电机和试验模型车之间的横向、垂向、侧滚等运动的相互干扰,提高试验中车体运动状态测试的准确性和试验安全性,文章设计了一种具有运动解耦功能的牵引拉杆装置,并且针对其不同的工作状态,在不同方向和频率的激励下,进行了动力学分析,判断解耦能力和相关因素。结果表明:该牵引拉杆装置对于横向、垂向、侧滚等振动的解耦及隔振效果显著。 展开更多
关键词 牵引拉杆 运动解耦 磁浮试验模型车 动力学分析 隔振
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