【摘 要】
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随着科技的进步和人民生活水平的提高,磁悬浮列车成为了人们出行的方式之一。悬浮斩波器则作为EMS磁悬浮列车的执行机构,通过改变电磁铁的电流,进而调节电磁铁对轨道的吸引力,使磁悬浮列车稳定地悬浮在导轨之上,避免了摩擦从而提高了运行速度。但由于集成电路的发展和电磁环境的复杂化,电子元器件在工作时通常受到来自外界的电磁干扰,为解决这个问题,本文基于Hodgkin-Huxley模型的抗干扰特性,提出了神经元
【基金项目】
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河北省高等学校科学技术研究项目（ZD2022064）; 光电技术与智能控制教育部重点实验室（兰州交通大学）开放课题（KFKT2020-7）; 牵引动力国家重点实验室（西南交通大学）开放课题（TPL2010）
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随着科技的进步和人民生活水平的提高,磁悬浮列车成为了人们出行的方式之一。悬浮斩波器则作为EMS磁悬浮列车的执行机构,通过改变电磁铁的电流,进而调节电磁铁对轨道的吸引力,使磁悬浮列车稳定地悬浮在导轨之上,避免了摩擦从而提高了运行速度。但由于集成电路的发展和电磁环境的复杂化,电子元器件在工作时通常受到来自外界的电磁干扰,为解决这个问题,本文基于Hodgkin-Huxley模型的抗干扰特性,提出了神经元方波发生器控制下的EMS磁悬浮列车单铁悬浮系统,通过Hodgkin-Huxley模型的抗干扰能力来提高EMS磁悬浮列车在外部电磁干扰下运行的稳定性,具体研究内容如下:通过CST软件建立微带天线的模型,研究天线发射端激励和接收端电流的关系,通过田口方法探寻最优的电性能参数组合。通过傅里叶变换对微带天线接收端电流进行处理,将不同频率的幅值叠加得到重构的电流信号。利用Matlab搭建Hodgkin-Huxley神经元数学模型分析神经元在内部刺激电流下的动作电位响应,将天线接收端电流作为基于Hodgkin-Huxley模型的外部干扰源,搭建加入外部电磁干扰刺激后动作电位发放特性分析的数学模型,基于相关系数分析动作电位的发放特性,探寻Hodgkin-Huxley模型的抗扰特性和范围。利用Simulink工具箱搭建四象限硬开关斩波器模型,分别采用不同的控制方法将其与单电磁铁动力学模型相结合,分析其悬浮间隙、悬浮速度和悬浮加速度的变化规律。将Hodgkin-Huxley模型作为方波发生器,分析在外部干扰情况下单铁悬浮系统的动态响应,为基于神经抗扰机制的电磁悬浮设计提供依据。
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