基于悬浮控制算法的磁浮列车动力学仿真研究

系统仿真学报 ›› 2015, Vol. 27 ›› Issue (1): 179-184.

基于悬浮控制算法的磁浮列车动力学仿真研究

黎松奇, 张昆仑

西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室, 成都 610031

收稿日期:2014-01-02 修回日期:2014-03-13 发布日期:2020-09-02
作者简介:黎松奇(1980-),男,四川峨眉人,博士生,讲师,研究方向为磁浮车辆动力学与控制;张昆仑(1964-),男,四川成都人,硕士,教授,博导,研究方向为电力电子与电力传动。
基金资助:
教育部重点实验室建设项目(2682013ZT18); 西南交通大学青年教师百人计划(SWJTU2011BR052EM)

Research of Maglev Train Dynamics Simulation Based on Levitation Control Algorithm

Li Songqi, Zhang Kunlun

Key Laboratory of Magnetic Suspension Technology and Maglev Vehicle, Ministry of Education, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China

Received:2014-01-02 Revised:2014-03-13 Published:2020-09-02

摘要/Abstract

摘要： 使用MATLAB建立了EMS型磁浮列车一节完整车厢的动力学模型,模型描述了车体-悬浮架-弹性轨道之间的关系,并具有4个自由度。仿真分析了车辆以200 km/h速度通过弹性轨道,当悬浮控制器分别采用3种不同的控制算法时车-轨耦合振动的系统动力学行为。仿真结果表明,在一定速度以及固定的车辆-轨道物理参数条件下,悬浮控制器采用不同的控制算法,车体-悬浮架-轨道各自的动力学行为有明显差异,磁浮列车的安全性与舒适性互相矛盾。理想的悬浮控制器算法应该在保证列车安全性的前提下,尽可能提高舒适性,同时通过改良悬浮控制算法可以提高车-轨耦合振动过程中系统的动态性能。此研究对于完善磁浮列车悬浮控制器设计具有参考价值。

关键词: 磁悬浮列车, 车-轨耦合振动, 悬浮控制器, 动力学仿真

Abstract: A dynamics model for a whole section of the EMS maglev train was built based on MATLAB, the model described the relationship among body - levitation frame - elastic track and had four degrees of freedom. It simulated and analyzed the vehicle-track coupled vibration dynamic behavior while the vehicle passing the elastic tracks at 200 km/h, using three different kinds of control algorithms respectively. The simulation results show that under the condition of a certain speed and fixed vehicle-track physical parameters, the dynamics behaviors of body - levitation frame - track are obviously different by adopting different control algorithm, and the safety and comfort of maglev vehicle is contradict with each other. The ideal suspension controller algorithm should increase comfort as much as possible under the guarantee for safety. And at the same time, by improving the levitation controller algorithm, the dynamic performance of system in the process of coupled vibration can be enhanced. The study is valuable as reference for optimizing the maglev train levitation controller design.

Key words: maglev vehicle, vehicle-track coupled vibration, levitation controller, dynamics simulation

中图分类号:

TP273

黎松奇, 张昆仑. 基于悬浮控制算法的磁浮列车动力学仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2015, 27(1): 179-184.

Li Songqi, Zhang Kunlun. Research of Maglev Train Dynamics Simulation Based on Levitation Control Algorithm[J]. Journal of System Simulation, 2015, 27(1): 179-184.

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