【摘 要】
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永磁电动悬浮系统以其悬浮能耗小、结构简单等优点,在交通及航天、军事领域具有广阔的前景,但永磁电动悬浮系统是临界稳定的,存在阻尼不足缺点,在受到干扰时容易产生振荡。因
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永磁电动悬浮系统以其悬浮能耗小、结构简单等优点,在交通及航天、军事领域具有广阔的前景,但永磁电动悬浮系统是临界稳定的,存在阻尼不足缺点,在受到干扰时容易产生振荡。因此,本文研究了一种永磁电动与电磁混合悬浮系统,在进行永磁电动悬浮优化的基础上,引入电磁主动控制来弥补其阻尼的不足。主要的工作如下:1.以弹目交会试验为应用背景,提出一种基于永磁电动与电磁混合悬浮的实验小车的方案,分别对其车体结构、轨道、悬浮系统和导向系统进行了原理设计。2.为提高永磁体的利用率,以尽可能少的永磁材料产生更强的磁感应强度为目标,对直线型Halbach结构的永磁体阵列的几何结构进行了优化设计,并分析了线圈轨道和导体板轨道的优缺点,在此基础上,设计了实验小车的磁体和轨道的参数。3.建立永磁电动与电磁混合悬浮系统的线性化模型,并对其稳定性进行了分析。讨论了混合悬浮系统中的永磁排斥力与电磁力的分配方案。在此基础上设计了两种控制器并进行了仿真分析。4.搭建了永磁电动与电磁混合悬浮系统实验平台并进行了实验研究。首先,设计并制造了两种不同结构参数的永磁体阵列,并根据测得的浮阻力进行了比较分析。然后,通过混合悬浮系统的动态性能实验,验证了引入电磁主动控制对改善永磁电动悬浮系统阻尼特性的可行性。本文是对永磁电动与电磁混合悬浮系统的探索性研究,通过理论与实验的研究方法,验证了其合理性。
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