Digitální knihovna UPCE přechází na novou verzi. Omluvte prosím případné komplikace. / The UPCE Digital Library is migrating to a new version. We apologize for any inconvenience.

Publikace:
Generalized first-principle model of magnetic levitation

Článekopen accesspeer-reviewedpostprint
dc.contributor.authorDušek, František
dc.contributor.authorTuček, Jiří
dc.contributor.authorNovotný, Aleš
dc.contributor.authorHonc, Daniel
dc.date.accessioned2024-08-24T07:28:30Z
dc.date.available2024-08-24T07:28:30Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractSince its first demonstration more than a half century ago, magnetic levitation (MagLev) has gained eminent scientific attention from both the fundamental and applied points of view. In essence, MagLev shows highly nonlinear dynamics, described with nonlinear differential equations. Thus, in order to exploit the MagLev phenomenon, both mathematical models and control algorithms must be constructed. Frequently authors use simplifications of the model, and in doing so, limit the application of the MagLev model around a nominal operating point. In these simplified cases, the MagLev models may contain parameters that are not represented by proper physical quantities. Thus, in this work, we revised the issue of MagLev modelling from the first-principle approach. More specifically, we theoretically derived expressions for the interaction between the magnetic fields of the solenoid and a small magnetic object. The behaviour of the inductance on a distance from the solenoid was then described. The suggested MagLev modelling concept was verified experimentally, confirming the validity and correctness of the proposed MagLev mathematical model. The results presented here could thus be regarded as highly beneficial for formulating more complex MagLev designs exploitable in the field of model predictive control of the position of a levitating object.eng
dc.description.abstract-translatedMagnetická levitace (MagLev) si od své první demonstrace před více než půl stoletím získala významnou vědeckou pozornost jak z fundamentálního, tak z aplikovaného hlediska. MagLev v podstatě vykazuje vysoce nelineární dynamiku popsanou nelineárními diferenciálními rovnicemi. Pro využití jevu MagLev je tedy třeba vytvořit jak matematické modely, tak řídicí algoritmy. Často autoři používají zjednodušení modelu, a tím omezují použití modelu MagLev kolem nominálního pracovního bodu. V těchto zjednodušených případech mohou modely MagLev obsahovat parametry, které nejsou reprezentovány správnými fyzikálními veličinami. V této práci jsme proto revidovali problematiku modelování MagLev z hlediska tvorby analytického modelu. Konkrétně jsme teoreticky odvodili výrazy pro interakci mezi magnetickými poli solenoidu a malého magnetického objektu. Poté bylo popsáno chování indukčnosti v závislosti na vzdálenosti od solenoidu. Navržená koncepce modelování MagLev byla ověřena experimentálně, což potvrdilo platnost a správnost navrženého matematického modelu MagLev. Zde prezentované výsledky lze tedy považovat za velmi přínosné pro formulaci složitějších návrhů MagLev využitelných v oblasti prediktivního řízení polohy levitujícího objektu.cze
dc.formatp. 171330eng
dc.identifier.doi10.1016/j.jmmm.2023.171330
dc.identifier.issn0304-8853
dc.identifier.obd39889430
dc.identifier.scopus2-s2.0-85173156411
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10195/83804
dc.language.isoeng
dc.peerreviewedyeseng
dc.project.IDSGS_2023_016/Výzkum a vývoj nových algoritmů, postupů a metod v oblasti detekce, lokalizace, identifikace a klasifikace objektů využitím strojového učení a prvků umělé inteligence pro oblast radarové techniky, dopravy a výrobních technologiícze
dc.publicationstatuspostprinteng
dc.relation.ispartofJournal of Magnetism and Magnetic Materials, volume 587, issue: 1 December 2023eng
dc.relation.publisherversionhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304885323009800
dc.rightsČlánek ve verzi postprint bude přístupný od 29. 09. 2025.cze
dc.subjectMagnetic levitationeng
dc.subjectNonlinear math modeleng
dc.subjectSolenoid inductanceeng
dc.subjectSolenoid magnetic forceeng
dc.subjectMagnetická levitacecze
dc.subjectnelineární matematický modelcze
dc.subjectindukčnost solenoiducze
dc.subjectmagnetická síla solenoiducze
dc.titleGeneralized first-principle model of magnetic levitationeng
dc.title.alternativeZobecněný analytický model magnetické levitacecze
dc.typeArticleeng
dspace.entity.typePublication

Soubory

Původní svazek

Nyní se zobrazuje 1 - 1 z 1
Načítá se...
Náhled
Název:
MagLev.pdf
Velikost:
778.1 KB
Formát:
Adobe Portable Document Format