本书以作者多年研发磁浮交通技术的经验为基础，首次将螺旋变换和指数映射等旋量理论的现代数学工具引入磁浮交通领域，提出车辆与轨道的运动学建模和求解的统一理论框架。阐述磁浮车辆运动学及动力学、悬浮控制、车桥振动抑制、混合悬浮控制、牵引控制等关键技术的理论分析和设计过程，并提供唐山中低速磁浮试验线、上海高速磁浮试验线及北京磁浮交通运营线的部分验证。本书力求理论框架的系统性和研究方法的科学性，是使磁浮交通技术上升为一门系统科学的定量尝试。
样章试读
目录
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前言
第1章 磁浮列车技术概述 1
1.1 磁浮交通技术类型及应用情况 1
1.2 电磁型磁浮列车的技术演化 3
1.2.1 车辆结构方面的演化 4
1.2.2 悬浮控制方案的演化 7
1.2.3 悬浮控制方法的演化 8
1.2.4 车轨耦合振动研究的演化 9
1.3 电磁悬浮型磁浮交通的特征优势 14
1.4 本章小结 15
参考文献 15
第2章 磁浮车辆运动学 18
2.1 磁浮车辆运动学建模 19
2.1.1 磁浮车辆运动学的两个层次 19
2.1.2 中低速磁浮悬浮架运动学建模 21
2.1.3 中低速磁浮二次系运动学建模 25
2.1.4 高速磁浮列车二次系运动学建模 29
2.2 车辆反向运动学求解 33
2.2.1 中低速磁浮悬浮架运动学逆解 33
2.2.2 中低速磁浮二次系运动学逆解 36
2.2.3 高速磁浮二次系运动学逆解 38
2.3 车辆与轨道位姿关系建模 41
2.3.1 车辆的车体约束坐标系 42
2.3.2 车辆的轨道约束坐标系 43
2.3.3 轨道竖曲线上的车轨位姿关系 46
2.3.4 轨道圆曲线上的车轨位姿关系 51
2.3.5 轨道缓和曲线上的车轨位姿关系 55
2.3.6 轨道道岔上的车轨位姿关系 64
2.4 磁浮车辆走行机构典型运动情况分析 71
2.4.1 圆曲线上中低速磁浮列车二次系运动学计算 71
2.4.2 缓和曲线上中低速磁浮列车二次系运动学计算 75
2.4.3 道岔上中低速磁浮列车二次系运动学计算 77
2.4.4 缓和曲线上中低速磁浮列车悬浮架运动学计算 80
2.5 本章小结 82
参考文献 82
第3章 磁浮车辆动力学 84
3.1 悬浮及导向电磁动力学 84
3.1.1 电磁铁与轨道正对时的悬浮力计算 85
3.1.2 电磁铁与轨道存在横向偏移时的悬浮导向力计算 87
3.1.3 电磁力的有限元计算验证 97
3.2 单悬浮点动力学模型 98
3.3 模块悬浮系统动力学模型 102
3.3.1 模块悬浮系统的简化 102
3.3.2 模块悬浮系统的数学模型 104
3.3.3 模块悬浮系统的开环稳定性 106
3.4 车辆动力学建模方法 111
3.5 本章小结 114
参考文献 114
第4章 悬浮控制方法 115
4.1 基于电流反馈的单铁悬浮控制方法 115
4.2 基于磁通反馈的单铁悬浮控制方法 122
4.3 基于自抗扰原理的悬浮控制方法 129
4.3.1 自抗扰控制基本原理 129
4.3.2 悬浮系统自抗扰控制器设计 133
4.3.3 仿真和试验 143
4.4 模块悬浮系统线性化控制方法 150
4.4.1 开环系统的可控性验证 151
4.4.2 状态反馈的极点配置方法设计 152
4.4.3 线性二次型最优调节器设计 153
4.5 悬浮系统智能控制方法 157
4.5.1 悬浮系统的模糊控制方法 157
4.5.2 基于神经网络的悬浮控制方法 171
4.6 本章小结 180
参考文献 181
第5章 车轨耦合振动及抑制技术 182
5.1 磁浮车辆-轨排自激振动机理分析 182
5.1.1 中低速磁浮交通的轨排建模 183
5.1.2 考虑电磁力作用的轨排动力学建模 189
5.1.3 轨排自激振动机理分析 191
5.2 磁浮列车-轨道梁自激振动机理分析 197
5.2.1 磁浮列车-轨道梁解析建模方法 197
5.2.2 悬浮系统-轨道梁耦合系统建模 200
5.2.3 复杂轨道梁系统的建模分析 200
5.2.4 轨道梁自激振动机理的时域稳定性分析 205
5.2.5 轨道梁自激振动机理的频域分析法 211
5.2.6 轨道梁自激振动机理的能量流分析法 213
5.3 车辆-轨排自激振动抑制方法 217
5.4 车辆-轨道梁自激振动抑制方法 226
5.5 本章小结 232
参考文献 232
第6章 永磁电磁混合悬浮技术 233
6.1 永磁电磁混合悬浮电磁铁设计 233
6.1.1 永磁电磁混合悬浮电磁铁的结构设计 233
6.1.2 永磁电磁混合悬浮电磁铁的参数设计 234
6.1.3 永磁电磁混合悬浮电磁铁的参数优化 240
6.1.4 永磁电磁混合悬浮电磁铁的退磁问题 241
6.2 基于磁通反馈的混合悬浮系统控制方法 242
6.2.1 单悬浮点PEMS的建模和分析 242
6.2.2 基于磁通密度反馈的闭环控制方法 245
6.2.3 混合悬浮系统的磁通密度估计方法 246
6.3 混合悬浮系统的试验验证 249
6.4 本章小结 251
参考文献 251
第7章 磁浮列车牵引技术 252
7.1 磁浮列车异步牵引技术 254
7.1.1 直线感应电机数学建模 255
7.1.2 直线感应电机牵引控制方法 263
7.1.3 磁浮列车牵引逆变技术 266
7.2 磁浮列车同步牵引技术 267
7.2.1 直线同步电机机理建模 269
7.2.2 直线同步电机控制方法 273
7.3 磁浮列车测速定位技术 279
7.4 本章小结 285
参考文献 285
第8章 相关技术研发应用情况 288
8.1 磁浮列车技术研发典型案例 288
8.1.1 中低速磁浮交通技术 288
8.1.2 高速磁浮列车技术研发成果 294
8.1.3 新型电磁悬浮中速磁浮列车 294
8.2 磁浮列车技术工程化应用典型案例 297
8.2.1 北京中低速磁浮交通运营示范线 298
8.2.2 长沙磁浮快线 302
8.2.3 清远磁浮旅游专线 304
8.3 磁浮技术在国防方面的应用 305
8.4 本章小结 307
参考文献 308
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