磁悬浮技术，磁悬浮技术的应用，磁悬浮技术源于哪个国家

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    国防科技大学磁浮技术工程研究中心的李杰教授（位于左三）以及研究人员。

    国防科技大学中低速磁浮列车实验线。

    红网记者 张珍 长沙报道

    2015 年年底，全国首条拥有自主知识产权的中低速磁浮线路在长沙开始试运行。今年上半年，长沙市民有希望乘坐磁浮列车前往机场。

    在 2015 年度湖南省科技进步奖评选中获得一等奖

    “中低速磁浮列车悬浮控制技术”这一高科技应用，能看到的是蓝白相间的“子弹头”在平稳地运行，而看不到的是在这技术背后所取得的收获以及所秉持的坚持。

    近日，时刻新闻记者踏入国防科技大学磁浮技术工程研究中心。研究团队的专家向人们揭示了磁浮的核心技术原理以及其背后的研发故事。最初的时候，磁浮列车的研发是从一颗处于悬浮状态的小球开始的。

   

    从悬浮小球着手研究 信息技术“点石成金”

    磁浮运用电磁体“同性相斥，异性相吸”的原理，凭借电磁力让列车能够彻底脱离轨道，使其悬浮在轨道上方，就像贴地飞行一样。

    国防科技大学对磁浮列车技术的研究已有三十多年之久。起初，这项研究是从一颗小球起步的。先是进行小球的研究，接着是直径一米的大球研究，随后在 1989 年制造出了第一辆小车，最后到一比一的整车。国防科技大学磁浮技术工程研究中心的教授、学术带头人李杰介绍说，目前在长沙试运行的已经是第五代车了。

    磁浮交通中，“最核心的部分是悬浮控制技术。”国防科技大学磁浮中心的研究员刘耀宗进行了强调。并且，国防科大主持的这个项目已经研制出了悬浮控制器、传感器以及转向架产品，同时也掌握了拥有完全自主知识产权的数字化悬浮控制技术。

    国防科技大学机电工程与自动化学院教授吴峻用“抬轿子”来打比方进行解释。他说，悬浮控制系统中的控制器、传感器、执行器（电磁铁）这三个部分，分别起到了抬轿子的人的大脑、眼睛、手等的作用。而转向架是被控对象，就如同被抬的人一样。现实的要求是，要让抬轿子沿着路跑，既不能跑高，也不能跑低。

    轨道的好坏以及形变情况，还有路况等都会对悬浮控制的稳定性产生影响。在现实的运行环境中，由于受到天气等因素的影响，轨道会出现热胀冷缩的现象，从而导致轨道形变。此外，轨道会有起伏，并且客流负载也会发生变化，那么列车如何能够以 104 公里每小时的速度平稳运行呢？同时，悬浮离地的距离变化范围只有 8 毫米，这是如何做到的呢？

    吴峻介绍，悬浮控制技术有一个很典型的特点，那就是“利用信息技术点石成金”。控制器是传统的常规性机电技术，传感器是传统的常规性机电技术，执行器是传统的常规性机电技术，转向架也是传统的常规性机电技术。然而，利用信息技术将这些传统的常规性机电技术整合起来，形成一种新的制式的交通工具，这就是这项成果的魅力所在。

    他用“抬轿子”来作类比并解释说，抬轿子的人需要具备很丰富的经验，还得有丰富的预案和算法，以便能够应对各种不同的状况。先进的信息技术保障了这种丰富度的实现。而国防科技大学在信息技术方面有着很强的实力。已经在试验中得到证实的是，该技术能够达成很好的悬浮控制稳定性。

    数据表明，该技术让每辆车的悬浮总重达到 35 吨，与国外相比提高了 25%。车辆对轨道不平顺的适应能力有了成倍的提升。

   

    目前的成果已应用于长沙磁浮交通工程的磁浮列车。该成果通过了北京 S1 线磁浮试验样车的验证。并且此成果还用于在建的 S1 线磁浮列车。新增产值达 3.4 亿元。

    李杰教授介绍，磁浮团队的研究尚未结束。目前正在进行的有提速试验，即中速磁浮试验。同时也在进行节能研究。

    背后的故事：一组参数调试整整两年时间

    悬浮控制技术是国防科大团队的主要研究技术。国防科大磁悬浮中心副主任窦峰山记得很清楚，当时为了进行“悬浮系统验证”，由于牵引设备尚未到位，所以只能依靠人工来牵引前进。

    当时的实验室条件不如现在好，所以只能在户外进行试验。夏天时户外温度接近 40 度，而轨道上的温度更高。由于时间紧迫，研究团队的人员直接光着膀子，凭借人力来牵引机车向前行进。并且这项试验持续了将近半年的时间。

    多个悬浮点相互耦合，调试出一组合适的参数，使得 16 个控制器能够平稳且协调地控制一辆车，这是较为艰难的部分。李杰教授为了得到一组最合适的参数，带领着四个博士生，从 2002 年到 2004 年，在试验车辆上持续调试了整整两年。窗外的树叶经历了从绿到黄的变化，冬去春来，然而团队的坚持始终未变。

    李杰教授介绍，研究团队目前包含 18 位老师，还有将近 40 名研究生以及博士生。核心技术仅仅是整个磁浮交通系统当中的一部分，就如同“皇冠上的一颗明珠罢了”。吴峻觉得，这项成果的最大特点在于，有一群团队协作、勇于攻坚的人长期在这个领域坚守着。

    “我们是军人，团队作战是强项。”吴峻对此颇为自豪。