Page 161 - 《振动工程学报》2025年第11期

第 38 卷第 11 期 振 动 工 程 学 报 Vol. 38 No. 11
2025 年 11 月 Journal of Vibration Engineering Nov. 2025

具 有 粒 子 群 -禁 忌 搜 索 算 法 的 高 速 磁 浮 悬 浮 系 统

加 速 度 反 馈 控 制

徐俊起 ， 易芷涵 ， 陈 琛 ， 韩沛辰 1,2
1,2
1
1
（1. 同济大学国家磁浮交通工程技术研究中心，上海 201804； 2. 同济大学交通学院，上海 201804）

摘要：为了提高磁浮列车在高速运行时的稳定性与平稳性，研究了悬浮系统在扰动工况下的主动控制问题。基于单电磁铁悬
浮最小单元，以电流为输入建立控制模型，结合仿真说明了 PID 控制在随机扰动下的局限性；设计了直接加速度反馈控制并
进行初步试验与结果分析，对比分析了其对于扰动抑制的作用；针对试验中出现的参数不匹配问题设计了粒子群-禁忌搜索算
法对控制参数在多目标下自动寻优，构造 Simulink 控制模型并在多种扰动工况下进行仿真，在单点悬浮试验台进行了验证；
针对理论系统与实际系统可能存在的偏差，通过设计组合滤波器实现了特定频段的加速度反馈，使控制系统在全频段中兼具
PID 控制与 PDA 控制的特性。仿真结果表明：算法使悬浮系统具有稳定性的同时，减小了加速度波动，能够提高长期运行安
全性，具有一定的工程应用可行性。
关键词： 磁浮列车；加速度反馈；粒子群优化；禁忌搜索
中图分类号：TH212；U237 文献标志码：A DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202508045

Acceleration feedback control of high-speed maglev suspension system
with PSO-TS algorithm

1
1,2
1
XU Junqi ，YI Zhihan ，CHEN Chen ，HAN Peichen 1,2
（1.National Maglev Transportation Engineering R&D Center，Tongji University，Shanghai 201804，China；
2.College of Transportation，Tongji University，Shanghai 201804，China）
Abstract： To enhance the stability and ride comfort of maglev trains during high-speed operation， this study investigates active control
strategies for suspension systems under disturbance conditions. A current-input control model is established based on a single electromagnet
suspension unit， and simulations reveal the limitations of PID control under random disturbances. Direct acceleration feedback control is
designed， with theoretical analysis comparing its disturbance suppression capabilities. Experimental validation and results analysis are
conducted. To address parameter mismatch observed in experiments， a particle swarm optimization-tabu search (PSO-TS) algorithm is
designed for multi-objective automatic optimization of control parameters. A Simulink control model is constructed for simulations under
various disturbance scenarios. To bridge potential deviations between theoretical and practical systems，a combined filter is implemented to
achieve acceleration feedback in specific frequency bands. This enables the control system to integrate the advantages of both PID and PDA
control across the full frequency spectrum. Simulation results demonstrate that the proposed method improves the stability of the suspension
system under disturbances， reduces acceleration fluctuations, thereby enhancing long-term operational safety， and exhibits potential for
engineering implementation.

Keywords：maglev train；acceleration feedback；particle swarm optimization；tabu search

高速磁浮列车通过电磁悬浮与直线电机驱动实 高速运行条件下，气动与轨道等因素的激扰对其稳
现无接触运行，兼具高速、强爬坡和低维护优势，可 定性提出更高要求，亟需优化磁力控制策略以支撑
[1]
填补高铁与航空运输间的速度空白 。伴随着 2021 年 工程化应用。
600 km/h 高速磁浮交通系统的下线，中国高速磁浮 磁悬浮控制系统本质上是一个非线性、开环不
交通的研究步入了新的阶段。作为车辆核心子系 稳定的复杂系统，其控制策略的研究经历了从传统
统，悬浮系统的控制性能直接关乎列车安全，尤其在 方法到智能算法的演进过程。目前工程中应用最为

收稿日期：2025-08-14；修订日期：2025-09-30
基金项目：国家自然科学基金重点项目 (52232013)；国家重点研发计划资助项目 (2023YFB4302500-02)