高速磁浮列车气动升力特性

高速磁浮列车的气动升力是列车悬浮和导向控制的关键气动载荷,以五辆编组高速磁浮列车为研究对象,利用数值计算方法分析高速磁浮列车气动升力的分布规律,研究列车气动升力的影响因素,结果表明,头车和尾车的气动升力分布最为恶劣,车体底部结构对气动升力的分布影响很大,车体底部与轨道梁之间的气隙流场特性决定了气动升力的分布规律。根据高速磁浮列车气动升力的分布规律,提出一种通过控制气隙空间的空气流量来控制列车气动升力的方法,数值计算和风洞试验表明,气动升力控制方法能够显著改变列车的气动升力,实现列车气动升力的精确控制,指导高速磁浮列车的气动升力工程设计。     

交变磁场测量系统数值仿真分析

利用有限元分析软件，建立了交变磁场测量系统的数值仿真模型。基于这个模型，分析了检测位置对确定缺陷大小和分布的影响，发现检测路径离裂纹中心越近，检测到的磁场分布信号越好；检测平面与工件表面间隔越小，Bz曲线越准确，但过小的间隔却可能增大Bz曲线的噪声。同时研究了缺陷几何尺寸与表面磁场分布的对应关系，进一步验证了表面磁场曲线极值间隔与缺陷长度的对应关系；以及在确定缺陷长度的基础上，缺陷深度与Bz曲线极小值之间的一一对应。以上结论为识别缺陷特征专家系统的实现提供了理论依据．     

全自动磁场分布测量仪的设计

根据实践中对静磁场分布测量的要求,进行全自动磁场分布测量仪的设计。着重论述该测量仪器的工作原理及其软、硬件设计。     

横风作用下的高速磁浮列车曲线通过性能研究

针对横风对高速磁浮列车曲线通过性能的影响问题,以我国高速磁浮列车为原型,建立了 204自由度的车辆轨道垂横耦合模型,施加横风载荷和轨道方向不平顺激励,对列车满载通过曲线线路的工况进行数值模拟.仿真计算和对比分析结果表明:横风作用时,风力引起的迎风侧磁场间隙变小是影响列车安全运行的重要因素.横风效应使列车在单侧压力下的动...     

基于视觉定位的磁场分布检测系统

针对雷达电磁聚焦系统磁场分布的特殊检测要求,开发了一套基于视觉定位的磁场分布自动检测系统.该系统利用非线性标定法及坐标变换实现了各待测通孔轴心位置的精确测量及其向测量坐标系的转换,并根据视觉定位结果控制直角坐标检测机器人,能快速准确地实现对雷达电磁聚焦系统磁场分布的自动测量.     

基于机器视觉的高精度工业尺寸测量系统研究

针对工业中高精度三维尺寸的测量要求,提出并设计了一种基于棱镜与多个工业智能相机的三维尺寸测量系统,它主要由机架、相机支撑架、3个工业智能相机、带有标记点的工件定位座、棱镜、气缸、可编程控制器、工控机组成。3个工业智能相机、可编程控制器均与工控机相连,工控机负责整个系统的数据采集、处理、结果判断与存储。该测量系统自动化程度高、成本较低、测量速度快,测量精度可达士0．03mm,可部分取代三坐标测量机在工业高精度尺寸测量中的应用。     

基于灰色预测-模糊逻辑的磁场测量采样技术研究

针对雷达速调管电磁聚焦系统磁场分布的检测要求,分析了检测位置控制模型.提出了一种基于灰色预测-模糊逻辑的磁场分布测量方法,解决了等间距测量条件下检测效率和检测精度之间的矛盾.实验结果表明,该方法能够使系统根据磁场强度变化缓急动态调整测量位置,取得了良好的测量控制效果.     

基于运动控制的三维磁场与磁力测试系统

介绍利用数据采集卡、应变式传感器和霍尔元件在运动控制系统的基础上，设计的一种能有效测试超导体在空间磁场中磁力大小与磁场分布情况的自动测试系统。同时还介绍了如何实现测试系统的数据采集功能。     

NSRL二期工程新建的磁场测量系统

NSRL二期工程新建波荡器采用霍耳探头点测法,并使用"on fly"测量技术.为此专门研制了一台二维自动磁场测量系统,它包括测量行程3500mm机床和测量控制系统.通过对波荡器扫描点测量,得到了波荡器场形分布测量结果.     

施加外磁场条件下的磁性材料纳米尺度磁场力成像

NT-MDT公司Solver MFM的设计可以在测量中施加变化的外部磁场。在施加外部磁场的试验中能够观察到磁化翻转的过程以及依赖磁场的其他效果。图1是此系统的示意图。该系统在软磁性导线的间隙中产生2000高斯的平面场。磁场是由电磁铁产生的。     

中低速磁浮列车悬浮磁铁特性研究

悬浮磁铁是中低速磁浮列车运行的关键部件,其工作特性直接影响悬浮系统的控制精度和稳定性。使用有限元分析软件ANSYS对中低速磁浮列车悬浮电磁铁的磁场进行静态分析,验证有限元模型的准确性;根据悬浮列车运行中存在的电流情况,分析悬浮电磁铁瞬态磁场,获得瞬态电流变化下悬浮电磁铁悬浮力,磁通密度和能量损失的变化规律;基于不同斜率的瞬态电流加载,分析了电流斜坡加载斜率与悬浮电磁铁悬浮力,电流斜坡加载斜率与能量损失之间的关系。研究可为磁悬浮列车的悬浮控制和节能设计提供参考。     

基于组合模型的悬浮间隙传感器齿槽效应补偿

齿槽效应是影响高速磁浮列车悬浮控制系统稳定性的重要因素,分析了悬浮间隙传感器齿槽效应产生机理,提出采用组合预测的方法建立传感器齿槽特性逆模型进行齿槽误差补偿,根据传感器齿槽特性分别建立RBF神经网络和LS-SVM齿槽补偿系统模型,通过齿槽位置检测线圈提供的补偿参考信号对传感器进行齿槽误差补偿。仿真结果表明组合模型能够较好地拟合齿槽逆特性,组合补偿模型的输出不受齿槽位置的影响,全量程最大误差为0.09 mm,在工作间隙范围内误差小于0.06 mm,且组合模型的补偿误差优于单一RBF或LS-SVM补偿效果,该方法可以有效地消除齿槽效应并提高传感器的检测精度,补偿后的传感器能够满足高速磁浮车悬浮控制系统运行要求。     

高速磁悬浮列车测速定位系统的设计与研究

针对长定子直线同步电机驱动的高速磁悬浮列车，提出了采用对定子齿槽进行计数的测速定位方案。阐述了基于电感式传感器和DSP信号处理的测速定位试验系统的硬件结构、工作原理及其信号处理技术．试验表明：系统实时性强，测速定位精度高，满足高速磁悬浮列车运行控制的要求。     

悬浮控制局域网CAN通信系统设计

介绍了一种磁浮列车悬浮控制系统局域网的设计,包括其基本组成、通信方式及协议。通过验证,该网络能够在外围高压、电磁铁所产生的电磁干扰等环境下实现对列车网络悬浮系统控制及监视诊断,确保磁浮列车安全平稳运行。     

[车辆工程与测控]磁浮列车悬浮状态数据采集系统设计与实现

磁浮列车的舒适性和安全可靠性主要取决于车辆的悬浮控制系统,悬浮控制系统是磁浮列车的关键部件之一。设计了一种中低速磁浮列车悬浮状态数据采集系统,该系统独立于列车悬浮控制器,数据采集器固定在磁浮列车底部悬浮架上,不影响行车安全,能实现对悬浮电流、电磁铁温度、悬浮间隙、悬浮架振动加速度和传感器信号等数据的采集和分析,为研究悬浮控制系统对线路条件、车辆动静态载荷、极端气候的适应性以及悬浮控制设备的可靠性提供了基础研究数据。     

基于气隙磁场分层耦合的直线时栅位移传感器研究

针对前期研制的电磁式直线时栅位移传感器高信噪比和高时间插补分辨力难以兼顾的问题,设计了一种提高传感器信噪 比的新传感器结构,另外提出了一种高信噪比、高时间插补分辨力的测量新方法,并研制了基于气隙磁场分层耦合的直线时栅位 移传感器。 建立传感器气隙磁场数学模型,分析气隙磁场空间分布特性,研究平面线圈气隙磁场分层耦合的原理;根据气隙磁场 分层耦合原理,建立传感器气隙磁场分层耦合位移测量模型;对传感器测量模型进行电磁场仿真和误差分析;最后,搭建实验平台 进行对传感器的性能进行测试。 实验结果表明,采用气隙磁场分层耦合的结构提高了传感器的信噪比,传感器的测量精度在原有 的基础上提高了 31. 4% ;采用的高信噪比和高时间插补分辨力测量方法,传感器的测量精度在原有的基础上提高了 37. 3% 。     

磁悬浮永磁直线电动机及其控制系统研究

根据磁悬浮永磁直线电动机的特殊结构与运行机理,给出了电动机电磁推力和悬浮力的数学模型。建立了磁悬浮永磁直线电动机的有限元计算模型,对气隙磁密、电磁推力和悬浮力进行了有限元计算,并对气隙磁密作了谐波分析。设计了磁悬浮永磁直线电动机的研究样机,制作了磁悬浮子系统和进给伺服子系统,对系统进行实验研究,获得了磁悬浮子系统和进给子系统运行的实验结果。实验研究结果表明,该磁悬浮永磁直线电动机可实现直接驱动与无摩擦运行。     

高速磁浮轨道长波不平顺检测系统设计

加强轨道不平顺的控制是提高列车运行品质的重要措施,而利用自动化测试系统是检测轨道平顺性的有效手段。介绍一种用于高速磁浮轨道长波不平顺检测的便携式测试系统。该系统采用了基于惯性测量原理的检测方法,并结合GPS定位技术实现轨道的定位。应用多线程并行处理技术实现GPS数据和数采卡数据的同步记录,设计了相应的数字滤波器对信号进行处理。测量结果表明：该检测系统能实现磁浮轨道长波不平顺的精确测量,测量结果不受列车运行速度的影响。     

Simulation of stochastic vibration of maglev track inspection vehicle

The stochastic vibration of a maglev track inspection vehicle is the main factor that has direct influence on the accuracy of geometrical measurements of the maglev tracks on board whenever the inspection vehicle is operated at a certain speed. Based upon the principle of motions of the specified vehicle, a vibration model of 5 dof for the maglev track inspection vehicle is proposed and a numerical example is made for the analysis of dynamic responses of the vehicle in stochastic excitation of the maglev track. Effects of vibrations of the vehicle on the accuracy of measuring displacement by laser triangle method are examined. Simulation results of lateral, vertical, roll, pitch, and yaw vibrations for the maglev track inspection vehicle equipped with the measuring system of high precision are provided for the design of the similar vehicles.     

高速列车混合励磁涡流制动系统的设计与分析

相比于单独磁源励磁的涡流制动方式,混合励磁涡流制动有着可控且节能、适用于多种制动模式等优势。针对高速列车制动时制动功率消耗大的问题,为满足制动安全可靠的需要,根据电磁场原理提出了一种混合励磁轨道涡流制动系统,阐明了机械系统进行制动器的提放动作、电磁系统进行涡流制动的工作过程。通过对电磁系统进行有限元分析(FEM),对速度、气隙、励磁电流等因素对制动力、吸引力的影响进行了讨论,并在此基础上对电磁系统的结构进行了优化。优化结果表明制动系统达到了更好的性能。