基于較優(yōu)控制的超導(dǎo)單鐵懸浮控制系統(tǒng)研究

張　耿，李　杰
國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)磁懸浮工程技術(shù)研究中心，湖南長(zhǎng)沙

摘　　　要：懸浮控制是磁懸浮列車(chē)的核心技術(shù)，其他子系統(tǒng)必須在穩(wěn)定懸浮的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)。為了降低懸浮的能量損耗，采用超導(dǎo)線(xiàn)材繞制電磁鐵的方法，在分析電磁型磁懸浮列車(chē)懸浮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性的基礎(chǔ)上，建立了超導(dǎo)單鐵懸浮系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并設(shè)計(jì)了帶有電流環(huán)的線(xiàn)性二次型較優(yōu)控制器，通過(guò)仿真計(jì)算表明，該控制策略不僅能夠?qū)崿F(xiàn)快速、精確、穩(wěn)定的懸浮，還可以大大降低懸浮功率，達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。

關(guān)　鍵　詞：懸浮控制；超導(dǎo)線(xiàn)材；較優(yōu)控制

１　引　言
隨著磁懸浮技術(shù)的發(fā)展，科研人員在研究不斷提高現(xiàn)有磁浮列車(chē)的速度、舒適度等技術(shù)的同時(shí)，也在節(jié)約能量的領(lǐng)域展開(kāi)了深入的研究。目前，電磁吸力型磁懸浮列車(chē)的電磁線(xiàn)圈普遍是由常導(dǎo)線(xiàn)繞制，由于常導(dǎo)線(xiàn)的電阻消耗能量，使得列車(chē)穩(wěn)定懸浮時(shí)的懸浮功率比較大，在能源日益緊張的今天，研究如何降低能量消耗對(duì)磁浮系統(tǒng)的工程化有重要影響。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)高溫超導(dǎo)線(xiàn)圈在磁懸浮列車(chē)上的應(yīng)用進(jìn)行研究的單位比較少，在國(guó)內(nèi)主要有西南交通大學(xué)和清華大學(xué)，國(guó)外有美國(guó)的Ｇｒｕｍｍａｎ，但都只給出理論分析，并沒(méi)有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證［１］。本文介紹了一種應(yīng)用超導(dǎo)線(xiàn)圈代替常導(dǎo)線(xiàn)圈來(lái)繞制電磁鐵的懸浮控制系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)計(jì)線(xiàn)性二次型較優(yōu)控制器［２］使系統(tǒng)穩(wěn)定懸浮，因?yàn)槌瑢?dǎo)線(xiàn)圈的零電阻效應(yīng)，所以在系統(tǒng)穩(wěn)定懸浮后，線(xiàn)圈消耗的功率為零，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約能量的目的。

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