永磁电磁混合Halbach阵列电动悬浮的稳定性控制

摘要：

为了研究不同控制方法下永磁电磁混合Halbach阵列的电动悬浮稳定性,首先,利用电磁场理论对系统悬浮力2D解析式进行了推导,并搭建有限元模型对其进行了验证;其次,建立了系统垂向动力学模型,设计了基于气隙反馈的定气隙PID控制器和变气隙PID控制器;最后,仿真分析了系统受到外界扰动时的悬浮气隙及线圈电流波形.研究结果表明:当系统受到1 mm轨道沉降扰动时,两种控制器均能使系统稳定运行于额定状态,且动态过程一致;当系统受到 ±1000 N扰动力作用时,定气隙PID控制器可使系统稳定悬浮于额定气隙30 mm位置,且稳态线圈电流分别为2.12 A/mm2和?2.17 A/mm2,变气隙PID控制器则使系统分别稳定悬浮于28.5 mm及31.6 mm位置,且稳态线圈电流均为0.

关键词：Halbach阵列、电动悬浮、解析计算、有限元模型、系统稳定性

所属期刊栏目：57

分类号：TM154.1;U266.4(电工基础理论)

资助基金：中央高校基本科研业务费科技创新项目;国家重点研发计划

在线出版日期：2022-06-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：574-581