文章编号：0258-2724(2023)04-0773-10DOI:10.3969/j.issn.0258-2724.20220856•磁力应用装备与智能控制•超高速永磁电动悬浮系统性能优化胡永攀1,2，曾杰伟1，王志强1，龙志强1（1.国防科技大学智能科学学院，湖南长沙410073；2.同济大学国家磁浮交通工程技术研究中心，上海201804）摘要：为提高超高速永磁电动悬浮系统的综合性能，围绕浮重比、浮阻比和悬浮刚度3个重要指标开展了多目标性能优化研究.首先，对永磁电动悬浮系统进行横向延拓，推导三维电磁力模型，并进行有限元仿真分析；然后，针对浮重比、浮阻比和悬浮刚度的多目标优化问题，提出基于“系统级+子系统级”架构的并行优化策略，实现了线性加权意义下的系统性能最优.最后，搭建了“Halbach永磁阵列+凸缘式铝制转盘”实验平台，验证上述优化策略在提高系统性能上的有效性.研究结果表明：在超高速工况下，理论解析计算得到悬浮力与仿真结果误差在8%以内，而磁阻力几乎没有误差；通过优化设计，浮重比从11.0提升至18.3，增幅为75.50%；浮阻比从3.5提升至3.8，增幅为7.50%；单位质量永磁阵列的悬浮刚度从6.1kN/m提升至20.6kN/m，增幅为235.94%.关键词：永磁；电磁悬浮；多目标优化中图分类号：TP273文献标志码：APerformanceOptimizationofUltra-HighSpeedPermanentMagnetElectrodynamicSuspensionSystemHUYongpan1,2,ZENGJiewei1,WANGZhiqiang1,LONGZhiqiang1(1.CollegeofIntelligenceScienceandTechnology,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China;2.NationalMaglevTransportationEngineeringR&DCenter,TongjiUniversity,Shanghai201804,China)Abstract:Inordertoimprovetheoverallperformanceoftheultra-highspeedpermanentmagnetelectrodynamicsuspensionsystem,multi-objectiveperformanceoptimizationwascarriedoutbasedonthreeimportantindexes:lift-to-weightratio,lift-to-dragratio,andsuspensionstiffness.Firstly,thetransversecontinuationofthepermanentmagnetelectrodynamicsuspensionsystemwascarriedout,andathree-dimensionalelectromagneticforcemodelwasderived.Inaddition,thefiniteelementsimulationwasperformed.Then,inviewofthemulti-objectiveoptimizationprobleminvolvinglift-to-weightratio,lift-to-dragratio,andsuspensionstiffness,aparalleloptimizationstrategybasedon“system+subsystem”architecturewasproposedtoobtaintheopt...
