基于滑模自抗扰控制的减重电磁铁抑制胶轮弹性形变

微特电机 ›› 2026, Vol. 54 ›› Issue (7): 66-72.

基于滑模自抗扰控制的减重电磁铁抑制胶轮弹性形变

朱亚妮¹,李海涛²,刘国清¹,罗洋浩¹,全雨杰¹,邱千钊¹

1. 西南交通大学电气工程学院,成都 611730; 2. 中车株洲电力机车有限公司,株洲 412000

出版日期:2026-07-28 发布日期:2026-07-28
作者简介:朱亚妮( 2001—) ,女,硕士研究生,研究方向为电机控制。李海涛( 1994—) ,男,工程师,硕士,研究方向为磁悬浮车辆悬浮系统及车轨耦合。刘国清( 1977—) ,男,副研究员,硕士,研究方向为磁悬浮技术与磁悬浮列车。罗洋浩( 2000—) , 男, 硕士研究生, 研究方向为磁悬浮与磁控技术。全雨杰( 2001—) ,男,硕士研究生,研究方向为传感器。邱千钊( 2002—) ,男,硕士研究生,研究方向为磁控技术。
基金资助:
国家重点研发计划项目(2024YFB4303202)

Elastic Deformation Suppression of Rubber Wheels Using Lightweight Electromagnet Based on Sliding Mode Active Disturbance Rejection Control

ZHU Yani¹,LI Haitao²,LIU Guoqing¹,LUO Yanghao¹,QUAN Yujie¹,QIU Qianzhao¹

1. School of Electrical Engineering, Southwest Jiaotong University,Chengdu 611730, China;
2. CRRC Zhuzhou Locomotive,Zhuzhou 412000, China

Online:2026-07-28 Published:2026-07-28

摘要/Abstract

摘要： 本文针对悬挂式列车系统中直线开关磁阻电机( linear switched reluctance motor,LSRM) 运行过程中,法向力波动引起的实心胶轮弹性形变问题,提出一种基于减重电磁铁电磁吸力补偿 LSRM 法向力的方法。建立减重电磁铁补偿系统的数学模型;在此基础上,引入滑模自抗扰控制器,设计电磁铁法向力补偿控制方案。为比较不同控制策略的性能,分别构建基于传感器测量信息的自抗扰控制策略( sliding mode active disturbance rejection control,
SMADRC) 、基于扩张状态观测器( extended state observer,ESO) 估计信息的 SMADRC 控制策略以及状态反馈控制策略,并进行仿真对比分析。结果表明,基于传感器测量信息的 SMADRC 控制策略在法向力补偿效果和胶轮形变抑制方面表现最优,实现了对 LSRM 法向力波动的有效补偿,显著提升了悬挂式列车的运行稳定性。

关键词: 悬挂式列车, linear switched reluctance motor, 滑模自抗扰控制, 法向力补偿

Abstract: This paper focuses on the elastic deformation of solid rubber wheels caused by normal force fluctuations in the operation of linear switched reluctance motor ( LSRM ) in suspended train systems and proposes a normal force compensation method for the LSRM based on the electromagnets is attraction force of the weight-reducing electromagnet. A mathematical model of the weight-reducing electromagnet compensation system is established. On this basis, sliding mode active disturbance rejection controller is introduced to design a control scheme for electromagnet normal force compensation. To compare the performance of different control strategies, sliding mode active disturbance rejection control ( SMADRC ) control strategy based on sensor measurement data, SMADRC control strategy based on extended state observer ( ESO)
estimated data,and state feedback control are constructed and simulated for comparative analysis. The results show that SMADRC control strategy based on sensor measurement data achieves the best performance in normal force compensation and rubber wheel deformation suppression, effectively compensating for LSRM normal force fluctuations and significantly improving the operational stability of suspended trains.

Key words: suspended train, linear switched reluctance motor, sliding mode self-adaptive disturbance rejection control, normal force compensation

中图分类号:

TM351

朱亚妮 , 李海涛 , 刘国清 , 罗洋浩 , 全雨杰 , 邱千钊 . 基于滑模自抗扰控制的减重电磁铁抑制胶轮弹性形变[J]. 微特电机, 2026, 54(7): 66-72.

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