机械工程学报

作者：马光同, 曾靖淞, 冯丕极, 闫兆盈, 张伟海

单位：西南交通大学牵引动力国家重点实验室 成都 610031

关键词：超导电动磁悬浮,动力学建模,半主动控制,动态电路,联合仿真；

基金：国家自然科学基金(52072318)和四川省科技厅(2020ZYD010)资助项目。

超导电动磁悬浮列车是下一代高速轨道交通的主要发展方向之一,而动力学问题是影响其应用性能的一个重要方面。为了提高超导电动磁悬浮列车的运行安全性和乘坐舒适性,提出基于天棚-地棚混合阻尼的超导电动磁悬浮列车半主动减振控制方法。基于动态电路理论计算了磁轨间的电磁力,利用SIMPACK和Simulink平台进行电磁力计算、动力学和控制方法的联合仿真,确定控制方法的最优最大阻尼系数和比例系数,对比分析被动悬挂与混合阻尼半主动悬挂的车体和悬浮架的振动控制效果。研究结果表明,被动悬挂下,超导电动磁悬浮列车的横向动力学性能劣于垂向;垂向混合阻尼比例系数为1时,铰接式悬浮架和非铰接悬浮架的横向混合阻尼比例系数分别为1和0.4时减振效果最佳。相比于被动悬挂,混合阻尼半主动悬挂下头车垂向和横向Sperling平稳性指标分别降低了20.9%和8.8%,横向平稳性等级由良好升为优级;中间车垂向和横向平稳性指标分别降低了7.4%和17.3%。铰接式悬浮架和非铰接悬浮架的横向加速度方均根值分别降低了12.5%和15.9%。从频域上看,车体和悬浮架小于5 Hz的低频振动得到有效抑制。以上研究结果验证了混合阻尼半主动控制能有效提高超导电动磁悬浮列车的运行安全性和乘坐舒适性。

来源：2023年第10期

《机械工程学报》期刊编辑部

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