在高速和低速磁浮列车发展势头旺盛的进程中,国防科大设计了一种电机中置式中速磁悬浮列车,该磁浮列车填补了我国磁浮中速段的空白,目前处于试验验证阶段,建立该磁浮车的动力学模型,研究其动力学性能,可以为进一步提高运行速度和优化设计提供理论和技术支撑。本文建立了磁浮车包含前移、横移、浮沉、侧滚、俯仰、偏航6个自由度的整车动力学数学模型,并基于LMS Virtual.lab Motion多体动力学仿真软件建立了整车虚拟样机模型。另外,本文设计位姿测量实验,通过实验测量转向架位姿关系,并将数学模型、虚拟样机模型仿真结果与实际测量位姿对比分析,验证所建整车动力学模型的正确性。主要内容如下:1.在分析电机中置式中速磁悬浮列车结构的基础上,分别对刚体进行了加速度分析、建立运动刚体的动力学方程、求解约束力的表达式。首先推导磁浮车刚体的加速度和角加速度,分析各组件之间的受力关系,利用牛顿-欧拉方法建立了车体、左右悬浮模块、中置直线电机的动力学方程;另外将空簧、所有杆件和衬套等效为弹簧阻尼系统,根据车辆运行位姿推导了电磁力、空簧滑台作用力、导向机构作用力、杆件传递力、防滚梁作用力的表达式;最后基于Simulink建立了整车动力学数学模型。2.基于LMS Virtual.lab Motion多体动力学仿真软件,根据磁浮车各构件的运动关系,建立牵引机构、防滚解耦机构、空气弹簧、导向机构、车体等的约束和受力关系,并利用虚拟轨道建立电磁铁和轨道之间的磁轨关系;最后依据国防科大204m线路建立了整车虚拟样机仿真模型。3.提出了一种利用激光位移传感器测量转向架位姿的方法,将传感器安装在电磁铁端面照射轨道得到悬浮模块的位姿,利用测量臂测量中置电机与悬浮模块的相对位置关系,解算得到中置电机的位姿。最终解算得到了转向架的位姿。4.在平直轨道和圆弧轨道的工况下,对比数学模型与虚拟样机模型的仿真结果,得到两种模型仿真结果相一致的结论;在国防科大204m试验线的工况下,对比Motion虚拟样机模型仿真结果与实际测量位姿,得到两者相一致的结论;最终验证了磁浮车整车动力学数学模型的正确性。本文所建电机中置式整车动力学模型经过了虚拟样机模型和实际测量结果的验证,此模型对研究磁浮车轨道不平顺动力学性能、结构优化等有一定的参考价值。