弹性轨道上磁浮车辆动力稳定性判断方法

• 作者: 张昆仑 梁浩然 郭伟 陈殷 黎松奇
• 来源期刊: 交通运输工程学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 磁浮车辆 动力学模型 单磁铁悬浮 耦合振动 动力稳定性
• 年，卷（期）: 2015,（1）
• 页码范围: 43-49
• 页数: 7页
• 分类号: U270.11
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1671-1637.2015.01.006

摘要

分析了 EMS 型磁浮车辆的动力稳定性，建立了简化的车轨耦合振动系统动力学模型，推导了轨道各模态单独作用下系统的时变线性化动力学方程。通过对方程的化简，得到系统状态矩阵和特征方程的相关系数，根据系统渐进稳定条件下系数之间的关系，推导了系统动力稳定应满足的基本条件，并给出了快速判断动力稳定性的判据。当判据值大于1时，系统稳定；当判据值小于1时，系统不稳定。研究结果表明：当6种工况的速度分别为100、180、260、340、420、500 km·h－1，抗弯刚度分别为4．83×1010、3．86×1010、3．38×1010、3．38×1010、3．86×1010、4．83×1010 N·m2，轨道梁长度分别为24．8、22．4、20．4、20．4、22．4、24．8 m 时，求得对应的稳定性判据值分别为1．639、0．624、2．339、0．870、3．252、0．571，对应的 Lyapunov 特性指数分别为－3．580×10－2、2．443× 10－1、－3．910×10－2、1．515×10－1、－5．471×10－2、1．939×10－1，工况 1、3、5的稳定性判据值大于 1，对应的 Lyapunov 特性指数小于0，系统是稳定的，工况 2、4、6的稳定性判据值小于 1，对应的 Lyapunov 特性指数大于0，系统是不稳定的，2种判断结果一致，因此，提出的判据是有效的。而且稳定性判据解释了随着车辆速度增加而出现共振的原因，揭示了车辆速度、车轨系统主要参数与磁浮车辆动力稳定性之间的关系，避免了高维动力学微分方程求解的复杂性，工程应用简便。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张昆仑	西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室	71	606	13.0	22.0
2	陈殷	西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室	10	56	4.0	7.0
3	郭伟	西南交通大学信息科学与技术学院	13	111	6.0	10.0
4	黎松奇	西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室	11	38	4.0	5.0