# 磁浮列车动态仿真
本文介绍磁悬浮列车静态悬浮控制仿真分析，分别通过电流控制系统和气隙控制系统实现列车静态悬浮。
# 原理概述
磁浮列车实际上是依靠电磁吸力或电动斥力将列车悬浮于空中并进行导向，实现列车与地面轨道间的无机械接触，然后利用线性电机驱动列车运行。
电磁悬浮就是对车载的、置于导轨下方的悬浮电磁铁通电励磁而产生电场，磁铁与轨道上的铁磁构件相互吸引，将列车向上吸起悬浮于轨道上，磁铁和铁磁轨道之间的悬浮间隙一般约为8—12mm。列车通过控制悬浮磁铁的励磁电流来保证稳定的悬浮间隙，通过直线电机来牵引列车前进。
# 磁浮列车动态仿真
在打开主要模型前，首先需要在 Syslab 加载对应的.jl文件，进行路径规划，文件路径如下：%Sysplorer 安装路径%/Docs/EleLib/Samples/ExampleFile/Demo_maglevmath/MaglevTrain/maglev.jl
Syslab 部分代码如下图所示：
完整的 Modelica 模型如下图所示：
模型结构中所有组件来自于以下模型库：
| 模型库名称 | 描述 |
|---|---|
| Modelica 标准库 | 提供基础 Modelica 模型和函数 |
| TYMultibody 多体模型库 | 用于多体动力学建模 |
| TYElectrical 基础电气模型库 | 提供常用的电气系统的基础元件模型 |
该仿真模型能够在 0~0.2s 内，通过控制系统让磁浮列车从 16 mm 的初始位置运动到 8 mm 的平衡位置，同时在 3s 受到干扰，控制系统驱动电流变大，保证列车位置不变。
# 仿真结果分析
在 Syslab 中，运行上方的指定路径的脚本，运行成功后，启动 Sysplorer 进行双向融合；
在 Sysplorer 中，打开对应案例，并在模型视图界面，选择“允许访问基础工作区”；
单击仿真后，仿真结果如下所示，仿真在设定输入曲线和干扰的情况下，悬浮对象的位置从 16 mm 在 0.2s 内快速悬浮到了 8 mm，稳态误差为 0，满足指标要求，3s 前电磁铁实际电流为 30 A，3s 时由于磁浮系统受到方向向下的扰动电流大小由 30 A 上升到 183 A 以增加电磁吸力维持磁浮列车气隙平衡。
输入平衡位置和干扰信号 fd 曲线：
励磁线圈电流和气隙、电流双闭环系统位置响应曲线：
0-0.6 秒位置响应曲线：
在 Sysplorer 仿真界面，在仿真界面选择图表>动画，绘制磁悬浮列车和轨道的三维动画，单击回放控制>播放按钮，实现动画播放。
# 案例来源
基于北京交通大学在“第十六届蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛专项赛 - 智能装备数字化建模大赛”中获奖作品《基于 MWORKS 的磁浮列车动态仿真》（指导老师：杜欣 老师，团队成员：王战阳、陶浩鹏、潘雨冉、张雨笑）。