【摘 要】
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磁电混合悬浮带式输送机作为一种新型特种带式输送机,具有运行阻力低、承载力大等特性,在煤矿、冶金、港口等领域具有较好的应用前景,是未来低阻力带式输送机发展趋势之一。磁悬浮支撑系统作为磁电混合悬浮带式输送机能否平稳运行、正常工作的关键部位,其电磁结构中存在着漏磁严重、悬浮稳定性差等问题,因此为克服电磁结构存在的缺陷,提出了一种新型敛磁式混合磁体结构,并通过理论、仿真和实验对该磁体进行研究分析。具体研究
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“可控磁电混合悬浮带式输送机运行机理及实验研究”（编号:51874004）；
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磁电混合悬浮带式输送机作为一种新型特种带式输送机,具有运行阻力低、承载力大等特性,在煤矿、冶金、港口等领域具有较好的应用前景,是未来低阻力带式输送机发展趋势之一。磁悬浮支撑系统作为磁电混合悬浮带式输送机能否平稳运行、正常工作的关键部位,其电磁结构中存在着漏磁严重、悬浮稳定性差等问题,因此为克服电磁结构存在的缺陷,提出了一种新型敛磁式混合磁体结构,并通过理论、仿真和实验对该磁体进行研究分析。具体研究工作为:（1）基于现有电磁铁和永磁体的结构类型和适用范围,结合电磁铁本身的漏磁磁路情况,提出一种由E型电磁铁-永磁体-敛磁体复合构成的新型敛磁式混合磁体。以麦克斯韦电磁学基本理论为基础,结合磁路法、积分法和区域划分法,对敛磁式混合磁体的磁通路径进行划分,并建立各处磁通路径和电磁承载力的解析式,进而通过仿真和实验验证了解析值的准确性和新型敛磁式混合磁体的优越性。为提高敛磁性能,对敛磁体进行单独优化,有效改善磁通回路分布,减小漏磁。（2）敛磁式混合磁体的结构参数对磁电混合悬浮带式输送机的悬浮特性和悬浮成本有着较为紧密的联系。根据磁电混合悬浮带式输送机的运行轨迹,并结合线圈热损和材料成本,建立了悬浮成本模型,得出各重要结构参数的约束条件。考虑到结构参数较多且需要考察各结构参数对悬浮特性和悬浮成本的权重影响,采用正交实验法具体分析各结构参数的影响比重,得到较优的敛磁式混合磁体结构参数。（3）在动力学方程和电压方程的基础上,将其在平衡点处线性化后,通过拉氏变换得到磁悬浮系统的开环传递函数,并引入电流反馈构成闭环稳定系统。通过PID控制对敛磁式混合磁体的动态特性进行分析,验证了新型结构在动态性能上的可靠性;考虑到PID控制无法满足磁悬浮精度高、抑振能力强等要求,为实现系统响应速度快、抗干扰能力强的目的,将BP神经网络预测控制与改进的蝙蝠算法相结合,从而提高了悬浮系统的性能和精度。图43表14参95
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