EMS磁悬浮列车悬浮控制仿真研究 .pdfVIP

设计与研究

15

EMS磁悬浮列车悬浮控制仿真研究

112

张士臣曹泽乾任坤华

（1.中车唐山机车车辆有限公司，唐山266111；2.中车工业研究院有限公司，北京100071）

摘 要：简要介绍悬浮斩波器的工作原理，研究磁悬浮列车的悬浮控制特性。运用Simulink软件进行不同

参数下电磁悬浮动态响应的仿真分析，为斩波器的优化设计提供了依据。

关键词：悬浮控制；动力学仿真；悬浮斩波器；悬浮动态响应

SimulationofLevitationControlforEMSMagneticLevitationTrain

ZHANGShichen,CAOZeqian,RENKunhua

112

(1.CRRCTangshanCo.Ltd.,Tangshan266111;2.CRRCAcademyCorporationLimited.,Beijing100071)

Abstract:

differentparameters,whichprovidesanewideafortheoptimaldesignofchopper.

Keywords:levitationcontrol;dynamicssimulation;maglevchopper;levitationdynamicresponse

当前，节约资源、绿色环保已然成为21世纪的时代主运算比较。高级控制器会发出合适的控制指令，以控制悬

旋律。针对这一发展趋势，磁悬浮列车的设计应用成为21浮斩波器使列车工作在正常状态下，使悬浮气隙恢复到稳

世纪解决城市交通和环境问题的重要方案之一。磁悬浮列定值附近。实际操作过程是控制悬浮斩波器内部的功率开

车系统具有低噪声、速度快、污染小以及爬坡能力强等优点，关器件的脉冲激励的占空比，悬浮斩波器负责控制输出合

[1]

在交通、工业、航天等领域拥有十分广阔的应用前景。适的有效电压，从而作用于悬浮电磁铁上得到满足变化要

近年来，针对磁悬浮列车的悬浮控制及其动态性能开求的负载电流。

展了大量研究。黎松奇等[2]针对磁浮列车上下坡和经过有

坡度的轨道出现的砸轨现象，研究了车辆参数、车辆速度、

轨道坡度等对车辆通过稳定性的影响。汪科任等[3]为实现

磁浮列车在低轨道梁刚度下稳定悬浮，提出了相应的控制

方法，并进行了动态仿真分析。魏高恒等[4]研究认为，单

力元模拟悬浮电磁铁线圈悬浮力的磁浮车辆动力学模型在

轨道短波激励仿真计算中存在一定的局限性。肖乾[5]等论

述了磁浮列车动力学建模的发展现状，从动力学仿真、悬

浮控制等多个方面进行了阐述。总的来看，悬浮控制设计

与动态仿真已引起人们足够的重视。

值得注意的是，悬浮斩波器工作在高电压、大电流、

大冲击环境下，是悬浮控制系统容易发生故障的重要环节。

图1电磁吸力悬浮控制系统示意图

它的可靠性对提升整个悬浮控制系统的可靠性至关重要。

1.2四象限硬开关斩波器的主电路

因此，有必要对悬浮斩波器进行深入研究，以提高磁悬浮

由图2可以看出，四象限硬开关斩波器的主电路结构中，