基于BP神经网络的中低速磁浮列车速度估计算法

提出结合磁浮列车牵引用直线感应电机特点,利用BP神经网络算法,实现对磁浮列车的运行速度观测.通过对一直线感应电机动态模拟实验台进行研究表明,理论估算和实测速度相吻合,初步表明该方法是可行的.该方法的实现,节省了现有磁浮列车速度检测系统昂贵的成本,减少了系统硬件设备的复杂性,提高了整个磁浮列车系统工作的可靠性.     

基于电阻在线估计的电动助力转向感应电机控制

针对电动助力转向系统中感应电机的力矩控制精度和响应速度问题,建立了电动助力转向系统数学模型,分析了在应用同步坐标系下的电流模型进行磁链观测时,电机转子电阻变化对力矩控制精度的影响。采用前馈反馈综合控制和电阻在线辨识的方法对感应电机的电流跟随速度和力矩控制精度进行改善。通过仿真表明,该方法可以显著提高电动助力转向系统中感应电机力矩控制的响应速度和控制精度。     

感应电机单神经元微分积分比例调节器

运用常规的控制方法很难使普通感应电机转子的速度或位置在任何时候自动、连续、准确地复现给定信号的变化规律。讨论了一种采用单神经元ＰＩＤ（比例－积分－微分）调节器来实现感应电机速度跟踪的方法。首先介绍了单神经元ＰＩＤ调节器的基本工作原理,然后构造了采用单神经元ＰＩＤ控制的感应电机调速系统的仿真模型,最后通过计算机仿真,对此种调节器在应电机调速系统中的应用进行了分析,仿真结果难了此调节器可使感应电机具有     

基于微分几何理论的感应电机解耦控制

感应电机是交流调速系统本体部分，感应电机的解耦控制是使系统达到优良性能的主要问题.研究了感应电机的解耦控制问题.将感应电机5阶非线性模型转换为仿射非线性系统形式，基于非线性系统微分几何理论对新模型进行坐标变换，借助非线性系统的解耦方法，将其分解为转速和磁链两个独立子系统，使得电机转速和转子磁链实现了动态解耦.仿真实验表明，给出的方法具有良好的控制效果.     

一种绕线转子感应电机控制的新方法

介绍感应电机特点的基础上,提出一种基于转子电磁场考虑的无位置传感器的绕线转子感应电机控制的新方法．该控制方法基于轴坐标变换,可以从任意点开始,无需知道电机的起始位置,其优点是更加直接,减少了计算对电机参数的依赖性．对应零转子频率,电机在同步速度附近可以提供稳定的运行,适应于变化的频率和速度,尤其对在受限制的速度范围内实现变速恒频具有重要意义．从仿真与试验的结果看,该方法与其它方法相比具有多种优势．     

一种绕线转子感应电机控制的新方法

介绍感应电机特点的基础上,提出一种基于转子电磁场考虑的无位置传感器的绕线转子感应电机控制的新方法.该控制方法基于轴坐标变换,可以从任意点开始,无需知道电机的起始位置,其优点是更加直接,减少了计算对电机参数的依赖性.对应零转子频率,电机在同步速度附近可以提供稳定的运行,适应于变化的频率和速度,尤其对在受限制的速度范围内实现变速恒频具有重要意义.从仿真与试验的结果看,该方法与其它方法相比具有多种优势.     

基于dSPACE的感应电机逆系统解耦控制

给出了一种基于dSPACE的实现感应电机定子磁链和转速动态解耦的逆控制系统.根据感应电机调速系统的动态数学模型,证明其可逆性,并将静止两相坐标系下感应电机模型解耦成转速和定子磁链两个子系统.在此基础上,利用线性控制理论对各个调节器进行了设计;阐述了基于dSPACE实现感应电机解耦控制逆系统的构成.实验表明,控制方案有良好的静、动态性能.     

船舶主机废热利用感应电机的最优控制

为了深入研究船舶节能减排技术,提出了感应电机在船舶主机废热利用系统中的最优控制策略．分析了涡轮增压器与感应电机组成的废热利用节能系统的动态特性,利用系统的动态模型设计了LQG最优控制器,实现了感应电机的能量回馈控制．数学仿真与半实物模拟试验的结果表明,利用可逆感应电机可改善涡轮增压器的动态性能,该控制方案有效协调转子转...     

基于分数阶滑模观测器的感应电机速度估计

速度传感器是高性能感应电机控制系统的重要组成部分,当其精度降低或故障时会严重影响控制性能.为了实现感应电动机控制系统所需的转子磁链和速度的准确估计,结合滑模控制理论与分数阶微积分理论设计了转速及磁链的高精度观测器.采用定子电流观测误差构成滑模面,根据李雅普诺夫定理设计了分数阶滑模控制率,并用李雅普诺夫理论和分数阶理论证明了该方法的收敛性和稳定性.仿真研究表明:该方法有效地削弱了滑模观测器中抖振现象,能在全速范围内准确、快速地估计出电机磁链和转速.并验证了该观测器对负载扰动和转子电阻扰动有较强的鲁棒性.     

带软启动的单相感应电机调速系统设计

针对单相感应电机启动电流大的特点,设计了一种带有软启动的单相感应电机调速控制系统,该系统以dsPIC30F3010芯片为控制核心,通过传感器对电机的电压、电流及转速进行采样,实现变频调速及空载时降低转速的目的.实验结果表明,该系统具有平滑启停、调速节能等特点.     

Filtering algorithm and direction identification in relative position estimation based on induction loop-cable

A filtering algorithm and direction identification method are presented for the positioning system of the mid-speed maglev train. Considering the special structure of the mid-speed maglev train, the ground position estimation method is adopted for its traction system. As the train is running, the induction loop-cable receives the signal sent by the on-board antenna to detect the position and direction of the train. But the height of the on-board antenna relative to the loop-cable is highly vulnerable to the change of the suspension height and the magnetic field produced by the traction during traveling, which may lead to amplitude fluctuation of the received signal. Consequently, the position estimation may be inaccurate. Therefore, a discrete second-order nonlinear trackdifferentiator is proposed based on the boundary characteristic curves, and the new differentiator could also extract the running direction of the train for the traction system. The experimental results show that the tracking differentiator can effectively filter out the signal interference and can provide accurate direction signal.     

中低速磁浮列车过轨缝的间隙信号处理算法及实现

悬浮传感器间隙信号的正确处理是实现磁浮列车稳定悬浮控制的重要基础,若磁浮列车在过轨缝时的间隙信号处理不当会带来阶跃干扰,易使悬浮控制出现过度调节,影响悬浮系统的稳定性,甚至导致磁浮列车发生振动或砸轨。现实中磁浮列车也确实易在过轨缝时发生振动或砸轨现象,因此,为解决这一实际问题,结合实验线和某磁浮运行线磁浮列车过轨缝的间隙信号数据特点,提出一种新的磁浮列车过轨缝的间隙信号处理算法。该算法通过提取磁浮列车过轨缝时的实验和运行数据的间隙信号特点,区分开理想轨缝和轨道台阶,并设计了一种间隙补偿方法。仿真结果表明,所提算法可有效处理轨道台阶带来的信号干扰,提升悬浮控制系统的稳定性。     

磁浮列车测速定位中的信息融合研究

将信息滤波融合理论引入中低速磁浮列车测速定位领域, 在交叉感应回线的测速定位基础上增加雷达测速定位传感器和查询应答器, 以交叉感应回线和雷达传感器实现相对定位, 以查询应答器实现绝对定位, 从而得到多传感器信息融合测速定位, 可以显著提高中低速磁浮列车测速定位的精度和可靠性. 最后采用MATLAB仿真对结论进行了验证.     

中低速磁浮单边直线电机设计及特性优化

为满足中低速磁浮用单边直线感应电机(single-sided linear induction motor,SLIM)的牵引制动特性要求,给出了两种备选设计方案:一种是八极-80槽(长度1 927 mm),一种是八极(虚拟9极)-89槽(长度2 047 mm).在结构空间、材料成本酌优考量的基础上,对SLIM的绕组极数、节距、匝数、槽型、布线等的快速准确定型,对两种SLIM设计方案分别进行磁路、磁势、等值电路、起动特性等的计算,给出相应的理论计算及仿真测试结果.实验结果表明:两种备选方案均能满足中低速磁浮牵引要求,其中八极-80槽已经量产化,八极-89槽可行性已被验证.对结果分析可以得知SLIM设计流程和相关特性计算方法能为中低速磁悬浮列车驱动用SLIM的优化设计提供参考,依据结构设计过程,可准确地计算出与SLIM动态控制有关的参数的静态值.     

基于现场总线的磁浮列车测控系统

本文作者介绍了基于CAN总线和485总线的磁浮列车测控系统。作者详细阐述了磁浮列车测控系统的结构。最后列举了磁浮列车测控系统中系统软件主要的数据结构并叙述了磁浮列车测控系统的系统软件的工作流程。     

A practical nonlinear controller for levitation system with magnetic flux feedback

This work proposes a practical nonlinear controller for the MIMO levitation system. Firstly, the mathematical model of levitation modules is developed and the advantages of the control scheme with magnetic flux feedback are analyzed when compared with the current feedback. Then, a backstepping controller with magnetic flux feedback based on the mathematical model of levitation module is developed. To obtain magnetic flux signals for full-size maglev system, a physical method with induction coils installed to winding of the electromagnet is developed. Furthermore, to avoid its hardware addition, a novel conception of virtual magnetic flux feedback is proposed. To demonstrate the feasibility of the proposed controller, the nonlinear dynamic model of full-size maglev train with quintessential details is developed. Based on the nonlinear model, the numerical comparisons and related experimental validations are carried out. Finally, results illustrating closed-loop performance are provided.     

Formation mechanism of aerodynamic drag of high-speed train and some reduction measures

Aerodynamic drag is proportional to the square of speed. With the increase of the speed of train, aerodynamic drag plays an important role for high-speed train. Thus, the reduction of aerodynamic drag and energy consumption of high-speed train is one of the essential issues for the development of the desirable train system. Aerodynamic drag on the traveling train is divided into pressure drag and friction one. Pressure drag of train is the force caused by the pressure distribution on the train along the reverse running direction. Friction drag of train is the sum of shear stress, which is the reverse direction of train running direction. In order to reduce the aerodynamic drag, adopting streamline shape of train is the most effective measure. The velocity of the train is related to its length and shape. The outer wind shields can reduce train’s air drag by about 15%. At the same time, the train with bottom cover can reduce the air drag by about 50%, compared with the train without bottom plate or skirt structure. Foundation item: Project(2001AA505000) supported by the National High-Tech Research and Development of China     

基于GSM、GPS及CAN总线的列车行程测量系统的研究

针对当前列车行程记录方式比较落后的状况,采用GSM、CAN总线和GPS技术,设计了一个能够自动记录列车行驶里程的网络系统,并给出了系统的软件和硬件设计．本系统解决了现有列车行程记录方式存在的弊端,为列车行程的测量和管理提供了一种新方法．通过大量实验得出,当列车的行驶速度大于10km／h时,行程测量的相对误差小于2％．     

电动自行车智能控制器研制

电动自行车控制器的性能在很大程度上决定了电动自行车的整车性能，介绍了以印刷电机驱动的电动自行车智能控制器的设计方案，给出了速度控制的PWM控制方案，刹车控制方案和蓄电池的欠压保护方案，特别设计了软、硬结合的双重保护方案，该保护方案可以极大地提高系统的安全性和可靠性。     

EMS型磁浮列车驱动力和悬浮力的计算新方法

针对电磁悬浮(EMS)型磁浮列车用凸极直线同步电机定子和转子齿槽不连续分布的特点，提出一种基于解析的驱动力和悬浮力计算新方法.该方法在分析列车运行时所在位置处的定子和转子几何分布和载荷分布基础上，根据列车所在位置处的定子电流磁动势分布和磁场强度的分布，计算出所有驱动力的大小.通过研究列车所在位置处的定子与转子总的磁导率函数分布和励磁曲线分布，得出列车运行过程中所有悬浮力的大小.计算结果表明，驱动力和悬浮力的波动频率是定子电流变化频率的6倍.当转子极距大于定子极距时，可以获得较大的悬浮力和驱动力，驱动力和悬浮力的波动也相对较小.