• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제82권1호
• /
• pp.1-16
• /
• 2022

This work elaborately investigates the influences of the guideway geometry parameters and track irregularity on the dynamic performances of the suspended monorail vehicle-guideway system (SMVGS). Firstly, a spatial dynamic analysis model of the SMVGS is established by adopting ANSYS parameter design language. Then, the dynamic interaction between a vehicle with maximum design load and guideway is investigated by numerical simulation and field tests, revealing the vehicle-guideway dynamic features. Subsequently, the influences of the guideway geometry parameters and track irregularity on the dynamic performances of the SMVGS are analyzed and discussed in detail, and the reasonable ranges of several key geometry parameters of the guideway are also obtained. Results show that the vehicle-guideway dynamic responses change nonlinearly with an increase of the guideway span, and especially the guideway dynamic performances can be effectively improved by reducing the guideway span; based on a comprehensive consideration of all performance indices of the SMVGS, the deflection-span ratio of the suspended monorail guideway is finally recommended to be 1/1054~1/868. The train load could cause a large bending deformation of the pier, which would intensify the car-body lateral displacement and decrease the vehicle riding comfort; to well limit the bending deformation of the pier, its cross-section dimension is suggested to be more than 0.8 m×0.8 m. The addition of the track irregularity amplitude has small influences on the displacements and stress of the guideway; however, it would significantly increase the vehicle-guideway vibrations and rate of load reduction of the driving tyre.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제21권2호
• /
• pp.137-145
• /
• 2011

This study is proposed to develop a numerical interaction model of the magnetically levitated(maglev) train and guideway. For this purpose, equation of motion for 6-DOF vehicle model, EMS, guideway and guideway irregularity are derived as the state-space equation. In order to solve the state space equations, the present work was performed via matlab simulation using Runge-Kutta method. Through the simulation, the effect of dynamic response of maglev system to different vehicle speeds, guideway rigidity(EI) and masses is investigated.

• Coupled systems mechanics
• /
• 제1권1호
• /
• pp.39-57
• /
• 2012

This study intends to explore dynamic interaction behaviors between actively controlled maglev vehicle and guideway girders by considering the nonlinear forms of electromagnetic force and current exactly. For this, governing equations for the maglev vehicle with ten degrees of freedom are derived by considering the nonlinear equation of electromagnetic force, surface irregularity, and the deflection of the guideway girder. Next, equations of motion of the guideway girder, based on the mode superposition method, are obtained by applying the UTM-01 control algorithm for electromagnetic suspension to make the maglev vehicle system stable. Finally, the numerical studies under various conditions are carried out to investigate the dynamic characteristics of the maglev system based on consideration of the linear and nonlinear electromagnetic forces. From numerical simulation, it is observed that the dynamic responses between nonlinear and linear analysis make little difference in the stable region. But unstable responses in nonlinear analysis under poor conditions can sometimes be obtained because the nominal air-gap is too small to control the maglev vehicle stably. However, it is demonstrated that this unstable phenomenon can be removed by making the nominal air-gap related to electromagnetic force larger. Consequently it is judged that the nonlinear analysis method considering the nonlinear equations of electromagnetic force and current can provide more realistic solutions than the linear analysis.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제39권11호
• /
• pp.1161-1167
• /
• 2015

자기부상철도에서 전체 투자비의 약 70%를 차지하는 가이드웨이의 건설비를 줄이고 미관을 향상시키기 위하여 가이드웨이의 경량화가 요구된다. 그에 따라서 가이드웨이의 변형이 증가하며 그 변형에 의한 부상안정성과 안내성능 영향을 분석할 필요가 있다. 본 논문에서는 가이드웨이의 구조물의 횡변형과 레일의 수평불규칙도에 의한 차량의 안내 특성에의 영향성 분석에 목적을 두고 있다. 이를 위하여 가이드웨이 횡변형을 포함하는 3 차원 모델의 이용이 제안된다. 제안된 가이드웨이와 차량이 통합된 동적 해석 모델을 이용하여 가이드웨이 횡변형에 의한 차량의 안내특성 분석을 수행하였다. 해석 결과 가이드웨이 거더의 횡변형에 의한 효과는 미비하지만 가이드웨이 레일의 횡방향 불규칙도에 대해서는 속도에 따라 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 따라서 타당한 레일의 횡 불규칙도 설계 공차의 제한이 필요함을 알 수 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.1109-1110
• /
• 2009

• International Journal of Railway
• /
• 제4권4호
• /
• pp.93-96
• /
• 2011

The basic element of the EMS suspension is the electromagnet system, which suspends the vehicle without contact by attracting forces to the rails at the guideway. The suspension of a vehicle by attractive magnetic forces is inherently unstable and consequently it is continuously adjusted by the strength of the suspending electromagnet from rail irregularity and bending of the guideway. In order to improve reliable tracking, it needs to get feedback signals without measurement delay time. In this paper the concept of feedback control system with Kalman Filter in EMS is proposed. The input signals in the feedback control system are an air-gap and an acceleration signal. The air-gap signal with noise from the gap sensor is transformed to the filtered air-gap signal y without measurement delay time by using Kalman Filter. The filtered air-gap signal is transformed to a relative velocity and a relative acceleration signal. Then it multiplies these values by gain matrix in order to get the actuator's reference voltage value. The simulation results show that the dynamic responses of the suspension system can be improved by reducing the influence of measurement delay time of air-gap signals.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
• /
• 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
• /
• pp.876-879
• /
• 1996

The vibration of an attractive magnetic levitation(Maglev) vehicle transportation system is caused by the irregularity of the guideway track and the performance of the suspensions of the Maglev system. It is essential for us to give attention to the secondary suspension of the vehicle system as it determines the ride quality. In order to improve the ride quality and running stability, active secondary suspensions have been developed and applied to the vibration problems. This paper analyzes the performance of the active secondary suspension which is applied to an attractive magnetic levitation vehicle system running on a rough track. The dynamics of the suspension system and the optimal control problems are studied. According to the transient and frequency response analyses to the track disturbance, the ride quality of an attractive Maglev vehicle has been improved by applying the designed LQR active controller, and it has been confirmed that this improvement was also influenced by the configuration of the system.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.119-125
• /
• 2016

본 논문에서는 기존 휠-레일 고속열차에 자기부상열차의 추진방법을 적용한 하이브리드 방식의 고속열차의 주행 동특성에 대해서 연구하였다. 초전도 선형동기전동기를 추진 동력으로 하는 휠-레일 방식의 고속열차는 강력한 추진력을 지니면서도 자기부상열차에 비해 기존 선로와의 호환성 및 경제성 측면에서 유리할 것으로 예상된다. 본 논문에서는 초전도 선형동기전동기를 기존의 휠-레일 고속철도에 적용하는 두 가지 방안에 대해서, 초전도 선형동기전동기 추진이 휠-레일 고속열차의 동특성에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 초전도 선형동기전동기의 회전자와 고정자의 상호 작용을 검토하고 이를 포함한 차량의 동특성 모델을 구축하였다. 구축된 모델을 이용한 시뮬레이션을 통해 초전도 선형동기전동기의 회전자와 고정자의 상호 작용이 주행 중 고속 안정성, 승차감 및 가이드웨이 불규칙도에 미는 영향을 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권9호
• /
• pp.643-651
• /
• 2020

공기 저항이 적은 아진공 상태의 튜브 안을 주행함으로써 초고속주행이 가능한 캡슐트레인은 부상 공극이 커서 인프라 건설 비용 절감에 유리한 초전도 유도 반발식 부상을 채택하고 있다. 초전도 유도 반발식 부상은 부상 공극을 크게 할 수 있고, 별도의 공극 제어가 필요 없는 장점이 있는 반면, 공극 변동량이 크고 부상력에 댐핑 특성이 작기 때문에 차량의 주행 안정성 및 승차감이 악화 될 수 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서는 차량의 주행 동특성에 기반한 주행안정화장치를 설계하고 적용하여야 한다. 본 연구에서는 캡슐트레인의 동특성을 모사하고 주행안정화장치의 성능을 사전에 검토할 수 있는 1/10 스케일의 축소형 시험장치를 개발하였다. 시험장치는 대차의 모션을 구현할 수 있는 6 자유도 스튜어트 플랫폼, 주행안정화장치가 적용된 2차 현가장치 및 차체로 구성되어 있다. Jaschinski가 제안한 동특성 상사 법칙에 따라 축소 시험장치를 제작하였고, 가이드웨이 불규칙도와 부상 강성이 반영된 대차 모션 구현 알고리즘을 적용하였다. 제작된 시험장치를 이용한 실험을 통해 얻어진 결과와 수치해석 결과와의 비교를 통해 시험장치의 성능을 검토하였다.