本書共12章，詳細(xì)介紹可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論和控制方法。第1章全面總結(jié)永磁懸浮技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景；第2章闡述可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理以及動(dòng)力學(xué)建模；第3章至第8章采用PID、LQR、魯棒等算法分別設(shè)計(jì)磁懸浮控制系統(tǒng)；第9章至第11章分析永磁懸浮系統(tǒng)的準(zhǔn)零功率實(shí)現(xiàn)機(jī)理，并提出改進(jìn)型結(jié)構(gòu)；第12章對(duì)零功率懸浮結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并分析異形磁鐵的零功率特性。
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1.省級(jí)，.遼寧省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，2015，排名第6。
2.省級(jí)，遼寧省政府科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，2010年，排名第4。
3.省級(jí)，沈陽市政府科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，2010年，排名第4。
4.省級(jí)，中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，2013年，排名第4。
目錄
序言
前言
第1章 緒論 1
1.1 磁懸浮技術(shù)概述 1
1.1.1 磁懸浮技術(shù)發(fā)展 1
1.1.2 磁懸浮技術(shù)分類 2
1.1.3 磁懸浮技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 4
1.2 永磁懸浮技術(shù)的原理與分類 13
1.2.1 永磁被動(dòng)懸浮 14
1.2.2 永磁主動(dòng)懸浮 15
1.3 可變磁阻式永磁懸浮技術(shù) 15
1.4 可變磁路式永磁懸浮技術(shù) 19
第2章 可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)原理與建模 24
2.1 可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
2.2 可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)工作原理 25
2.3 可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)磁路分析 25
2.4 可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)力學(xué)特性分析 29
2.5 可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)模型建立 34
2.6 系統(tǒng)的可控性與可觀性分析 38
2.6.1 可控性分析 38
2.6.2 可觀性分析 38
第3章 可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)的PID控制 39
3.1 PID控制簡(jiǎn)介 39
3.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 40
3.3 永磁懸浮系統(tǒng)閉環(huán)控制特性分析 42
3.4 PD控制仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 44
3.4.1 PD控制仿真分析 44
3.4.2 PD控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 45
3.5 PID控制器仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 49
3.5.1 定氣隙控制仿真分析 50
3.5.2 定氣隙控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 51
第4章 可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)的LQR控制 54
4.1 基于LQR控制方法的控制器設(shè)計(jì) 54
4.2 基于LQR控制器的系統(tǒng)控制性能仿真分析 55
4.3 基于LQR控制器的系統(tǒng)控制性能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 57
第5章 可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)的魯棒控制 60
5.1 魯棒控制器的性能指標(biāo)描述 60
5.2 基于 性能指標(biāo)的魯棒控制器設(shè)計(jì) 61
5.3 基于魯棒控制器的系統(tǒng)控制性能仿真分析 63
5.4 基于魯棒控制器的系統(tǒng)控制性能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 66
5.5 基于 性能指標(biāo)的模型優(yōu)化魯棒控制器設(shè)計(jì) 69
5.6 基于模型優(yōu)化魯棒控制器的系統(tǒng)控制性能仿真分析 70
5.7 基于模型優(yōu)化魯棒控制器的系統(tǒng)控制性能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 73
第6章 可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)的模糊控制 76
6.1 模糊控制原理 76
6.1.1 模糊控制基本原理 76
6.1.2 模糊控制器基本結(jié)構(gòu) 77
6.2 模糊控制器設(shè)計(jì)過程 78
6.3 模糊PID控制器設(shè)計(jì) 80
6.4 模糊PID控制仿真分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 85
6.4.1 模糊PID控制仿真分析 85
6.4.2 模糊PID控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 87
第7章 可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)的自適應(yīng)控制 90
7.1 永磁懸浮系統(tǒng)辨識(shí) 90
7.1.1 懸浮力參數(shù)辨識(shí) 90
7.1.2 懸浮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)辨識(shí) 92
7.2 模型參考自適應(yīng)控制 93
7.2.1 模型參考自適應(yīng)控制原理 93
7.2.2 模型參考自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì) 94
7.2.3 模型參考自適應(yīng)控制仿真分析 97
7.2.4 模型參考自適應(yīng)控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 98
7.3 防跌落防吸附自適應(yīng)控制 98
7.3.1 防跌落防吸附自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì) 99
7.3.2 防跌落防吸附自適應(yīng)控制仿真分析 102
7.3.3 防跌落防吸附自適應(yīng)控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 103
第8章 可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)的變剛度控制 106
8.1 系統(tǒng)剛度分析 106
8.1.1 基于結(jié)構(gòu)的剛度分析 107
8.1.2 基于控制的剛度分析 109
8.2 變剛度控制器設(shè)計(jì) 111
8.3 變剛度控制仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 114
8.3.1 變剛度控制起浮實(shí)驗(yàn) 114
8.3.2 變剛度控制抗外擾力仿真分析 115
8.3.3 變剛度控制抗外擾力實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 117
第9章 可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)的準(zhǔn)零功率特性分析 119
9.1 準(zhǔn)零功率懸浮系統(tǒng)概述 119
9.2 永磁懸浮系統(tǒng)準(zhǔn)零功率特性分析 122
9.3 磁懸浮系統(tǒng)準(zhǔn)零功率特性比較 124
9.3.1 可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng) 124
9.3.2 電磁懸浮系統(tǒng) 125
9.3.3 電磁-永磁混合磁懸浮系統(tǒng) 127
9.4 可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)的準(zhǔn)零功率控制 128
9.4.1 恒氣隙準(zhǔn)零功率控制策略 129
9.4.2 恒角度準(zhǔn)零功率控制策略 132
第10章 可變磁路式永磁懸浮系統(tǒng)零功率結(jié)構(gòu)優(yōu)化 137
10.1 系統(tǒng)懸浮功耗優(yōu)化方案 137
10.2 相位補(bǔ)償式結(jié)構(gòu)優(yōu)化 138
10.2.1 相位補(bǔ)償式雙永磁體優(yōu)化 138
10.2.2 相位補(bǔ)償式方案零功率特性分析 140
10.3 導(dǎo)磁體尺寸對(duì)零功率影響分析 144
10.3.1 導(dǎo)磁體厚度對(duì)懸浮力和轉(zhuǎn)矩的影響 144
10.3.2 導(dǎo)磁體腿部形狀對(duì)懸浮力和轉(zhuǎn)矩的影響 144
10.3.3 導(dǎo)磁體受磁環(huán)的包圍程度對(duì)懸浮力和轉(zhuǎn)矩的影響 146
10.4 隔磁板參數(shù)對(duì)零功率影響分析 148
10.4.1 隔磁板厚度對(duì)懸浮力和轉(zhuǎn)矩的影響 148
10.4.2 隔磁板位置對(duì)懸浮力和轉(zhuǎn)矩的影響 149
10.4.3 隔磁板孔徑對(duì)懸浮力和轉(zhuǎn)矩的影響 150
10.5 氣隙對(duì)零功率影響分析 151
10.5.1 懸浮氣隙對(duì)懸浮力和轉(zhuǎn)矩的影響 151
10.5.2 環(huán)形氣隙對(duì)懸浮力和轉(zhuǎn)矩的影響 152
10.6 后側(cè)結(jié)構(gòu)對(duì)零功率影響分析 153
10.6.1 去掉后側(cè)轉(zhuǎn)矩結(jié)構(gòu)固定物對(duì)懸浮力和轉(zhuǎn)矩的影響 154
10.6.2 改變后側(cè)導(dǎo)磁體結(jié)構(gòu)對(duì)懸浮力和轉(zhuǎn)矩的影響 155
第11章 優(yōu)化后零功率永磁懸浮系統(tǒng)的建模與控制 158
11.1 永磁懸浮系統(tǒng)工作原理與結(jié)構(gòu) 158
11.1.1 永磁懸浮系統(tǒng)工作原理 158
11.1.2 永磁懸浮系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 158
11.2 永磁懸浮系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型 160
11.2.1 系統(tǒng)建模 160
11.2.2 永磁懸浮系統(tǒng)的可控性分析 164
11.2.3 永磁懸浮系統(tǒng)的可觀性分析 164
11.3 永磁懸浮系統(tǒng)的并級(jí)控制及零功率分析 165
11.3.1 并級(jí)控制仿真分析 166
11.3.2 并級(jí)控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與零功率分析 167
11.4 永磁懸浮系統(tǒng)的串級(jí)控制及零功率分析 170
11.4.1 串級(jí)控制仿真分析 170
11.4.2 串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與零功率分析 173
11.5 永磁懸浮系統(tǒng)的模糊串級(jí)控制與零功率特性分析 174
11.5.1 模糊串級(jí)控制器設(shè)計(jì) 174
11.5.2 模糊串級(jí)控制仿真分析 176
11.5.3 模糊串級(jí)控制與并級(jí)控制的零功率實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析 177
11.5.4 模糊串級(jí)控制與串級(jí)控制的零功率實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析 178
第12章 異形磁鐵式零懸浮力特性優(yōu)化與控制 181
12.1 懸浮系統(tǒng)的零懸浮力特性 181
12.1.1 零懸浮力特性的提出 181
12.1.2 零懸浮力特性的優(yōu)化方法 183
12.2 有限元磁場(chǎng)仿真分析 184
12.2.1 隔磁板嵌入法仿真分析 184
12.2.2 異形磁鐵法仿真分析 187
12.2.3 延長(zhǎng)鐵心法仿真分析 188
12.2.4 組合優(yōu)化法仿真分析 193
12.2.5 零懸浮力特性比較分析 193
12.3 零懸浮力特性優(yōu)化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 195
12.3.1 異形磁鐵法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 196
12.3.2 延長(zhǎng)鐵心法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 197
12.3.3 組合優(yōu)化法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 198
12.3.4 零懸浮力特性比較分析 200
12.4 異形磁鐵優(yōu)化法懸浮實(shí)驗(yàn) 201
12.4.1 懸浮控制系統(tǒng)仿真 202
12.4.2 懸浮控制實(shí)驗(yàn) 203
參考文獻(xiàn) 205
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