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基于悬浮电磁铁双向解耦的磁悬浮车梁系统

作者:admin日期:2017/07/03 15:49

本发明涉及一种基于悬浮电磁铁双向解耦的磁悬浮车梁系统,主要应用于公共轨道交通领域。

稳定悬浮是磁悬浮车辆安全运行的基础与核心。然而,目前应用的磁悬浮轨道交通技术仍存在较大的问题。如,上海机场线的高速磁悬浮车辆在基地钢梁上会发生强烈的车梁耦合振动现象,车辆无法稳定悬浮;国外的悬浮控制技术仍处于保密阶段,而国内自行研发的控制技术通用性差,应用于不同的线路和车辆时仍会出现悬浮不稳的现象。此外,目前应用的悬浮控制方法均存在对轨道梁刚度及制造精度要求过高的问题,使得磁悬浮线路造价高昂,严重限制了磁悬浮轨道交通的推广和发展。

本发明所要解决的技术问题是要提供一种基于悬浮电磁铁双向解耦的磁悬浮车梁系统,旨在解决磁悬浮轨道交通系统中出现的车梁耦合振动问题,并降低控制系统对轨道梁刚度及制造精度要求,进而降低磁悬浮线路的工程造价。

为了解决以上的技术问题,本发明提供了一种基于悬浮电磁铁双向解耦的磁悬浮车梁系统,在轨道梁上增加沿车辆行进方向分布的悬浮板,悬浮板通过弹性元件与轨道梁相连,车辆悬浮于悬浮板上,实现电磁铁与轨道梁的弱耦合,在原有车辆结构的基础上实现了车体与悬浮电磁铁、悬浮电磁铁与轨道梁的双向解耦。利用悬浮板及悬浮电磁铁的垂向振动状态作为反馈控制信息进行的悬浮系统全状态反馈控制。

本发明的有益效果:实现了悬浮电磁铁与轨道梁的解耦,将控制系统的被控对象由磁悬浮车辆与轨道梁组成的复杂耦合振动系统转化为由悬浮电磁铁与悬浮板组成的两自由度振动系统,便于对悬浮系统实现全状态反馈控制,以彻底解决磁悬浮车辆的车轨耦合振动问题。

图1为本发明的结构示意图;

图2为基于悬浮磁铁双向解耦的磁悬浮车辆悬浮结构示意图;

图3为悬浮板相对轨道梁的位置形式(顶置式);

图4为悬浮板相对轨道梁的位置形式(底置式);

图中标号说明

1‑车体;                       2‑二系弹性支撑;

3‑悬浮电磁铁;                 4‑悬浮板;

5‑悬浮板支撑;                 6‑轨道梁;

7‑桥墩。

以下结合附图对本发明的结构作进一步描述。

如图1和图2所示,在轨道梁6上增加沿车辆行进方向分布的悬浮板4,悬浮板4通过预紧的悬浮板支撑5与轨道梁6相连,悬浮电磁铁3悬浮于悬浮板4上。悬浮板支撑5的刚度较小,使得悬浮电磁铁3与轨道梁6耦合强度变弱,实现二者的相对解耦,因此在原有悬浮电磁铁3与车体1相对解耦的基础上,完成了悬浮电磁铁双向解耦。进而,利用悬浮板4及悬浮电磁铁3的垂向振动状态作为反馈信息进行悬浮控制器的设计,对悬浮系统实现全状态反馈控制。

悬浮板相对于轨道梁位置可如图3和图4所示,既可以置于轨道梁上方,也可以置于轨道梁下方。

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