永磁直线电机多轿厢无绳提升系统动态性能分析及其控制

针对现有高层建筑和超深矿井有绳提升存在的占用建筑空间大、轿厢数量少，等待时间长、效率低等突出问题，提出并研究一种永磁直线电机驱动的多轿厢无绳提升系统，重点研究其建模、动态性能及集群协同控制问题，主要包括：1）探索永磁直线电机多轿厢提升系统的合理拓扑结构及最佳运行模式；2）分析影响系统振动的各种因素，研究不同结构参数对动子不平衡法向力与稳定运行的影响，研究轿厢数量、运动速度、运动加速度与最小安全运行距离等之间的关系及对驱动功率、提升效率的影响，研究多轿厢多体动力学模型； 3）研究永磁直线电机多轿厢无绳提升系统的动态模型，探讨起动、制动、调速等过程中电磁变化规律，分析系统动态性能； 4）研究永磁直线电机多轿厢无绳提升系统的集群协同控制策略和算法；5）研制永磁直线电机多轿厢无绳提升系统试验模型（装置），为发展我国永磁直线电机多轿厢无绳提升系统的综合研究和工业应用提供理论依据。

针对现有高层建筑和超深矿井有绳提升存在的占用建筑空间大、轿厢数量少，等待时间长、效率低等突出问题，提出并研究了一种永磁直线电机驱动的多轿厢无绳提升系统，着重研究了其建模、动态性能及集群协同控制问题，主要包括：1）提出了一种“双U型永磁直线电机、单边布置”的拓扑结构型式，完善了多轿厢循环运行、移位和换道方法，实现了最优运行模式；2）解决了垂直直驱大推力、长行程永磁直线电机的优化设计和定位难题；3）分析了影响系统振动的各种因素，综合分析研究轿厢数量、运动速度、运动加速度与最小安全运行距离等之间的关系与对驱动功率、提升效率的影响，搭建了多轿厢多体动力学模型；4）研究了永磁直线电机多轿厢无绳提升系统的动态模型，探讨了起动、制动、调速等过程中电磁变化规律，分析了系统动态性能；5）研究了永磁直线电机多轿厢无绳提升系统的集群系统控制策略和算法，提出了基于不同交通模式的群控策略和基于碰撞预测的减少平均服务时间的群控算法；6）自主研制双増力机构钳型制动器和电机功角实时监测与失步保护装置，构建了较为完善的无绳提升系统安全保护系统；7）研制了“五层五站、载荷3000kg” 的永磁直线电机直驱快速电梯产品化样机，为发展我国永磁直线电机无绳提升系统的综合研究和工业应用提供理论依据。