磁浮交通系统凭借非接触、高速度和低噪音等优势成为未来轨道交通的重要发展方向，其复杂运行环境、高安全要求与高运维成本对系统的自主感知、决策与控制能力提出更高要求. 在此背景下，关键具身智能作为新一代人工智能的重要范式，强调智能体（如车载智能控制体、轨道侧感知智能体与机器人）与物理环境之间的实时交互与持续学习，推动感知、决策与控制的深度融合，为磁浮交通系统智能化发展提供了新的技术路径. 在具体应用中，关键具身智能首先赋能运行安全与悬浮导向精准控制，通过融合多模态传感器数据动态构建车辆-轨道-环境态势，实现毫米级感知、状态预测以及悬浮导向与牵引制动策略的自主生成，确保极端工况下的稳定性与舒适性；其次，在基础设施自主巡检与智能维护领域，具身智能驱动的机器人或无人机可替代人工执行高风险任务，通过交互式检测识别缺陷，并基于经验预测部件寿命，优化维护周期；最后，在全局调度与协同优化方面，多个具身智能体构成分布式系统，通过共享局部感知信息，动态协商调整运行图，实现列车群高密度、协同化与能效优化运行. 综上，关键具身智能正推动磁浮交通系统从“自动化执行”向“自主化进化”转变，在提升安全性、运行效率与系统韧性的同时，有助于降低全生命周期成本，是构建下一代自适应、可进化智慧轨道交通的关键路径. 未来研究需聚焦于智能体的高可靠性验证、多智能体协同机制及在复杂环境下的鲁棒性提升，以加速其工程应用进程.

为提高电磁悬浮系统抗干扰能力，提出一种基于扰动上界补偿的自适应非奇异终端滑模控制（ANTSMC-DUBC）策略. 该策略采用基于扰动上界补偿的非奇异终端滑模控制（NTSMC-DUBC）加快系统状态的收敛速度并避免奇异性， 到达控制律中的扰动补偿项能够抑制集总扰动，从而选择更小的开关增益来减小抖振；设计一种可随滑模函数状态自适应变化的开关增益，在保证系统动态性能的同时提高系统的稳态性能和扰动补偿效率；理论推导证明了所设计的悬浮控制器满足李雅普诺夫稳定性判据. 实验结果表明：所提出的ANTSMC-DUBC控制器在信号跟随、抗干扰和加减载实验中表现出良好的稳态性能和动态性能，并在面对系统内外扰动时具有出色的抗干扰能力；相较于NTSMC，ANTSMC-DUBC面对等效外力干扰时间隙波动小于0.21 mm，系统均方根误差和时间乘积绝对值误差分别降低56.26%和57.57%；进行1.5 kg加减载时最大间隙波动为0.22 mm，没有稳态误差.

为有效抑制永磁电磁混合悬浮系统在零功率控制过程中出现的气隙超调与碰撞问题，提出一种基于电流积分反馈的自适应超螺旋滑模零功率控制器，并利用粒子群优化（PSO）算法对电流积分系数进行在线整定. 首先，建立混合悬浮系统的数学模型，基于电流积分反馈策略设计零功率控制器；在此基础上，构造快速非奇异终端（FNST）滑模面以加速收敛，并在超螺旋滑模控制中引入自适应双模态切换策略，形成零功率控制器，实现系统在干扰下的快速气隙调整与跟踪. 针对控制器中固定积分系数所引发的问题，分析其对系统动态性能的影响，利用PSO算法对积分系数进行在线优化，使其能够根据系统状态实时调整，有效抑制气隙超调、提升收敛速度，从而改善整体控制性能. 此外，为降低零功率控制过程中的撞轨风险，在传统气隙阈值策略基础上引入气隙速度信息，构建“速度 + 尺寸”双重判据，增强垂直方向的碰撞预测能力. 仿真与实验结果表明：所提策略可显著降低气隙超调并加快收敛过程，超调量小于0.30 mm，收敛时间缩短至0.67 s；相比传统阈值法，提出的双重判据可将判断时间提前约0.10 s，气隙超调降低1.70 mm，能更有效预测并预防碰撞发生.

针对永磁电磁混合悬浮系统零功率控制中电流积分导致的饱和、响应滞后与抗扰能力不足的问题，综合考虑系统空载起浮和负载变化2种工况，提出一种基于高阶滑模观测器的模糊双适应零功率控制方法. 首先，基于系统数学模型，设计高阶滑模观测器，实现对集总干扰和误差变化率的估计；其次，根据观测器输出在PD控制器中引入前馈补偿，完成对悬浮间隙的快速稳定跟踪和干扰力的动态补偿；进一步分析电流积分在系统空载起浮和负载变化工况下对系统动稳态性能的影响；最后，提出模糊双适应算法，借助二维模糊算法在线优化电流环积分系数，并基于双曲正切函数的动态调节学习率，根据系统动态特性自适应调整积分增益权重，有效抑制积分饱和并提高系统响应速度. 研究结果表明：在空载起浮工况下，所提方法的仿真与实验响应时间分别为0.12 s和0.25 s，且均无超调；在负载突变工况下，仿真与实验响应时间分别为0.10 s和0.15 s，亦无超调；在负载连续变化工况下，电流误差不超过 ±0.35 A，且无超调；与固定学习率和固定电流积分系数方法相比，所提方法响应时间最少缩短了14.2%，且超调为0.

中速磁浮交通系统在城际和市域轨道交通运输领域具备广阔的应用前景，但沿用传统轮轨系统的计算方法无法有效解决磁浮线路通过能力精确计算问题. 根据运行组织的实际需求，立足中速磁浮系统技术特性并融合运行控制与安全防护的约束要求，针对中速磁浮线路通过能力计算方法开展研究. 首先，通过对中速磁浮列车运行所遵循的“一分区一运行车”刚性防护约束，以及对运行控制系统采用的停车点步进控制机制与准移动闭塞追踪防护模式的深入分析，论证闭塞时间理论与中速磁浮运行控制系统技术特性的适配性；在此基础上，以“闭塞时间理论——最不利分区交接申请点识别”为核心研究范式，构建区间运行、到站停车、站台发车和站后折返四类全流程典型运营场景下的分区闭塞时间量化模型，提出基于时间窗压缩的线路通过能力求解算法；最后，选取具体线路案例，通过仿真实验与极限压力测试相结合的双重验证体系，对所提计算模型与算法的输出结果进行有效性验证. 仿真结果表明：目标线路通过能力的理论极限值为11列/h，若额外再添加一条运行线，后行列车的运行过程将不可避免地受到前行列车的运行干涉，本文所提模型与算法具备良好的计算精度和工程适用性.

为提升高速磁浮牵引供电系统的经济性，基于改进遗传算法提出一种供电分区与定子段长度的优化设计方法. 首先，通过分析双端供电模式下的等效电路建立牵引系统的数学模型，结合追踪间隔时间与牵引性能约束推导出供电分区的有效范围为20～40 km；然后，基于换步控制与牵引性能约束确定定子段的设计长度为600～2000 m，在此基础上，采用动态约束自适应遗传算法，以综合经济成本最小化为目标，分别对供电分区与定子段长度进行优化设计；最后，选取沪杭磁浮规划线与上海磁浮示范线作为验证对象，通过硬件在环实验获取列车动态运行数据，对优化前后的牵引系统综合经济成本进行对比分析. 研究结果表明：沪杭线案例中，传统设计方案需设置7个27 km等长供电分区，优化方案调整为6个差异化分区，其中端部区段为20 km，中部区段集中在37 km左右，综合经济成本降幅为14.25%；对于上海磁浮示范线，既有方案采用25个长度约为1200 m的定子段，优化方案生成26个不等长定子段，形成“强流短距、弱流长距”的电流匹配布局，综合经济成本降幅为19.10%.

短初级直线感应电机（SPLIM）在运行过程中同时存在纵向动态端部效应与铁心饱和效应，二者相互耦合且呈非线性，导致其等效电磁参数难以通过传统解析法精确计算. 为此，提出一种考虑多因素耦合影响的短初级直线感应电机等效电磁参数解析计算方法. 首先，分析多因素耦合影响下短初级直线感应电机的改进等效电路；其次，建立短初级直线感应电机的一维电磁场模型和考虑铁心磁阻的磁回路，并根据安培环路定律导出包含速度因子和铁心磁导率的气隙磁密的微分方程，再通过迭代法和铁心磁化曲线计算各个位置的气隙磁密；然后，根据磁链法和等效损耗法分别计算不同工况下的励磁电感和次级电阻；最后，在ANSYS Maxwell中建立短初级直线感应电机的瞬态场仿真模型进行对比验证. 结果表明：励磁电感解析结果相较于有限元结果误差最大为6.8%，次级电阻解析结果相较于有限元结果误差最大为6.4%；基于所得等效参数计算的推力与试验数据吻合良好，进一步验证所提解析方法的准确性.

双边直线感应电机（DSLIM）推力波动引发的系统振动问题，在高速电磁推进、轨道交通和工业驱动等精确控制领域迫切需要解决. 本文深入研究双边直线感应电机次级结构，提出一种箭形次级设计方案，以减小DSLIM的推力波动. 首先，推导箭形次级的关键形状参数，建立包含平板次级、方形错位次级及箭形次级的DSLIM三维有限元模型，分析其推力输出特性；然后，对比不同次级结构涡流分布特征与分层推力分布特性，阐明箭形次级抑制推力波动的作用机理；最后，利用三维瞬态有限元模型，对比运动工况下优化前、后箭形次级结构的推力. 结果表明：优化后的箭形次级通过优化端部涡流路径改善次级导体利用率并提升推力波动抑制效果，在工作滑差附近区域，推力波动率可降至2%以内，相同质量下推力可达到21.51 kN，较方形错位次级提升1.03%.

电机转子的空气摩擦损耗随转速的增大而迅速增大，特别是支撑在电磁轴承上的高速电机，由于气隙结构复杂，掌握其空气摩擦损耗特性尤为重要. 本文以2 MW、15000 r/min电磁轴承高速永磁电机为研究对象，以电机内的空气全域构建模型，首先，基于计算流体力学（CFD）精细模拟技术，获取转子表面空气摩擦损耗的分布特性；然后，详细分析转速、通风风速、表面粗糙高度、气隙结构及转子偏心等因素对转子空气摩擦损耗特性的影响；最后，进行电机对拖实验，并用损耗分离方法得到转子的空气摩擦损耗. 研究结果表明：转子的空气摩擦损耗主要集中在电机的气隙内；转速15000 r/min，通风风速2.5 m/s下，约占总空气摩擦损耗的70.1%；同时，推力盘处的空气摩擦损耗不可忽略，无通风工况中约占总空气摩擦损耗的23.9%；需要综合考虑通风所引起的冷却提升和损耗增加的协同热效应；通风风速由2.5 m/s增长到5.0 m/s时，转子表面冷却散热系数从315.7 W/（m²•℃）增长到469.1 W/（m²•℃），空气摩擦损耗也增加了3.13 kW；实验测量值与仿真计算结果的最大误差为8.60%.

为提高初级分段绕组直线电机动子位置的检测精度，减小谐波磁场及温度等因素在磁阻传感器输出信号中的直流偏置与谐波干扰，对基于频率自适应级联延时信号滤波器的位置检测方法进行研究. 首先，设计一种频率自适应级联延时信号滤波器，通过将输入信号延时以及滤波器级联，实现对直流偏置及多阶次谐波扰动的抑制，以解决传统方法需预先确定谐波阶次及邻近主频干扰所引起的滤除效果欠佳问题；其次，结合Ⅲ型锁相环技术，对滤波后的信号进行正交锁相，实现电机磁极角度和动子位置信息的同步提取；最后，搭建初级分段绕组直线电机实验平台，对所提方法的滤波性能与位置检测精度进行验证. 研究结果表明：该滤波方法能在不依赖电机模型的前提下有效抑制接近主频的谐波电压及直流偏置；且在复杂的谐波干扰工况下，相较于传统滤波器与锁相环结合的检测方案，使得直线电机动子位置的估计误差降低了68.75%.

常导磁浮列车提速导致悬浮气隙波动幅度增大，使电机磁场更易进入饱和区，从而加剧铁心磁阻非线性，削弱传统磁路法参数模型的准确性. 为此，提出一种考虑磁饱和影响的常导高速磁浮电机参数解析建模方法，以提升长定子直线同步电机参数模型的计算精度. 首先，基于磁路法构建考虑铁心磁阻变化的等效气隙模型；其次，结合有限元磁场数据，采用基于微分磁导率的磁化效应动态表征方法，获取铁心材料的相对磁导率，实现磁饱和程度的定量描述；最后，将动态微分磁导率与等效气隙模型相结合，建立能够反映铁心饱和、齿槽效应及气隙变化等多重因素的电机参数模型，并对其精度进行验证. 研究结果表明：在磁饱和状态下，传统磁路法参数模型存在显著失真，各电感参数的相对误差普遍超过45%；引入等效气隙与基于微分磁导率的磁化表征方法后，模型对铁心磁阻及不同饱和程度的响应能力增强，参数预测精度提升，以5 mm悬浮高度为例，定子自感、定子与励磁互感以及励磁自感的预测精度分别提高39.43%、30.14%和40.11%.

当磁浮车辆超高速运行时，轨道不平顺、空气阻力等边界条件将会显著影响车辆运行安全性与稳定性. 本文基于多态耦合轨道交通动模试验平台，建立考虑超导钉扎悬浮与导向力特性、空气阻力及轨道不平顺等条件的超高速磁浮模型车系统动力学模型，模拟在1.6 km试验线上实现最高速度（1 500 km/h）的牵引-惰行-制动工况；基于该动力学模型，仿真分析模型车系统在不同轨道不平顺幅值倍数、不同速度、不同限位间隙下运行的振动响应情况. 研究结果表明：低真空环境下，轨道不平顺幅值为0.15 mm时，最高速度工况下，动子在运行过程中呈左右摆动的振动形式，杜瓦垂向位移最大值达4.88 mm；随着模型车系统运行速度增大，系统振动增强，各动力学指标幅值呈上升趋势；横向限位间隙增大有利于减弱模型车系统横向振动，垂向限位间隙增大会加剧模型车系统垂向振动.

为给高温超导钉扎磁浮系统提供较为符合实际的几何不平顺轨道谱，开展考虑结构周期性的高温超导磁浮永磁轨道不平顺谱研究. 为实现包含结构周期性的永磁轨道不平顺谱表征和反演，首先建立高温超导磁浮桥梁、永磁轨道有限元模型，对其施加磁浮列车移动荷载，以获取最不利荷载作用位置，并提取该点位移作为动态不平顺；其次，考虑桥梁徐变上拱造成的永磁轨道变形，叠加列车荷载下周期性动态不平顺结果形成轨道周期性不平顺样本；进一步，考虑永磁轨道拼装随机误差，基于白噪声滤波法得到永磁轨道随机几何不平顺样本，与周期性不平顺叠加，形成永磁轨道不平顺谱；采用4阶多项式和洛伦兹函数对永磁轨道不平顺谱进行拟合，并基于逆傅里叶变换反演拟合谱，以检验拟合算法的有效性；最后，分析列车速度变化对永磁轨道不平顺拟合谱的影响. 结果表明：列车荷载速度变化对永磁轨道不平顺谱的影响主要集中在波长3～100 m内；当速度接近与桥梁共振的临界速度时，永磁轨道拟合谱反演不平顺幅值变化较为显著. 本文得到的不平顺谱可方便地应用于高温超导磁浮车辆动力学计算中，为不同速度等级高温超导磁浮列车动力学分析与设计优化提供输入.

高速磁浮铁路作为未来高速陆地交通的战略方向，其空间线形设计对系统性能与安全具有决定性影响. 本文综述了高速磁浮铁路空间线形设计的最新研究进展，首先梳理高速磁浮线路发展历史，涵盖日本磁浮试验线、德国Transrapid系统、中国高速磁浮工程实践（如同济大学嘉定校区、青岛四方、上海机场、西南交大九里校区等试验线）以及在建及规划中的线路；然后，从空间线形对悬浮导向的耦合作用、线形参数对动力学响应的影响，以及气动效应对线形制式的约束角度，分析高速磁浮铁路空间线形对列车稳定性的影响；其次，系统阐述空间线形的定义和组成，以及平面、纵面线形参数计算与选取，平纵组合线形和道岔线形研究；同时，指出当前研究面临的瓶颈，如多物理场耦合建模与仿真效率挑战、线形参数标准与动态性能关联缺失、试验线设计理论与工况覆盖局限、全局优化与安全阈值量化难题、选线设计智能化水平不足、复杂耦合约束协调难、选线设计多目标优化方法不完善、环境影响评估与选线协调性不足等；最后对5个需要深化研究的方向进行了展望，以推动高速磁浮铁路空间线形设计理论体系的创新与完善.

直线电机的法向力具有时变性和可控性，对磁浮列车的稳定运行至关重要. 为研究电机不同布置方式所导致法向力方向变化对悬浮系统动态响应及车辆运行行为的影响，本文建立悬浮模块运动方程，分析法向力对悬浮系统传递函数和额定工作点的影响；在此基础上，通过构建包含悬浮控制、磁饱和效应、电机电磁力、桥梁柔性及轨道不平顺等因素的磁浮车-桥耦合系统动力学模型，探究电机布置方式、滑差频率以及运行速度对系统响应的影响. 研究结果表明：当采用电机轨下布置（轨下）方案时，电机法向力越大，悬浮额定电流越小，电磁铁铁芯相对磁导率越高，磁感应强度对线圈电流变化的敏感度越高，悬浮系统可控性越好. 同时，悬浮气隙波动和悬浮模块振动加速度可显著降低；且滑差频率越小、速度越高，效果越显著：在8 Hz滑差频率、140 km/h速度工况下，轨下方案的悬浮气隙波动和悬浮模块振动加速度幅值较电机轨上布置（轨上）方案分别降低59%和49%. 此外，轨下方案使电磁铁额定电流和悬浮力显著降低，且滑差频率越小、速度越低，差异越大——8 Hz 滑差频率、40 km/h速度下，额定电流和悬浮力分别减小43%和67%. 研究成果可为中低速磁浮走行机构优化和电机滑差频率选择提供理论依据和技术指导.

为研究600 km/h级高速磁浮列车轨道不平顺对乘坐舒适性的影响，针对常规动力学模型缺乏对人体精细化生物结构的描述，难以揭示车体运动与人体器官共振之间复杂相互作用的局限，本文提出一种集成“车辆-轨道-人体”全链路的耦合动力学仿真方法. 首先，基于多体动力学与有限元理论，建立包含空间柔性轨道梁、悬浮/导向主动控制算法及多体车辆动力学的系统仿真框架；其次，引入45自由度三维坐姿人体生物力学模型，构建全系统耦合动力学模型，以解决振动传递路径中人体感知端的失真问题；然后，结合系统模态分析，揭示车体运动与人体内脏器官及骨骼系统共振的耦合机理；最后，利用上海高速磁浮示范线实测数据对模型进行验证. 试验结果表明：依据标准（GB/T 5599—2019）计算的列车运行平稳性指标显示，实测垂向与横向的平稳性指标分别为2.33（优秀）和2.61（良好），仿真计算值分别为2.28和2.56，相对误差仅为2.15%和1.92%；针对人体直接感知的座椅面振动，实测座椅面的垂向与横向加速度峰值分别为0.915 m/s²和1.115 m/s²，仿真结果的对应误差均控制在5.00%以内（分别为0.76%和2.91%）；在频域层面，模型不仅准确复现约1.5 Hz的车体刚体模态，更精准捕捉约4.0～6.0 Hz频段由人体生物力学特性主导的耦合共振峰，验证了该模型在精细化舒适性预测中的有效性.

为解决磁浮轨道定子面检测中数据量不足、类别分布不均衡的问题，提出一种基于大语言模型引导扩散模型的视觉-语言融合检测方法. 首先，针对脱落、开裂、擦伤、定子缝、梁缝5类类别样本稀缺且分布失衡的现状，设计大语言模型引导的提示词生成策略，通过链式推理生成多样化的缺陷语义描述；其次，将生成的提示词与空间掩码约束输入潜在扩散模型，生成高质量且相似分布的样本，有效扩充稀缺类别数据；最后，构建融合视觉与语言模态的检测网络，通过特征增强器实现图像与文本的双向交叉注意力融合，采用语言引导查询选择机制动态生成检测查询，并设计跨模态解码器完成多阶段特征交互. 研究结果表明：在采用大语言模型实现数据增强的情况下，生成样本质量较传统生成方法提高约15%，且检测网络在5类检测类别的平均检测精度较基线方法提升约7%.

针对超导电动悬浮列车与连续梁桥耦合动力作用研究相对不足的问题，建立超导电动悬浮列车-双跨连续梁桥耦合动力学模型，分析桥梁跨径与列车编组对连续梁动力响应的影响规律，并基于动力系数开展连续梁桥的参数选取，在此基础上计算车桥耦合振动响应. 研究结果表明：桥梁动力响应受列车编组的影响程度取决于桥梁跨径与车辆定距的比值，比值接近1.5时，桥梁抑振效应明显，比值高于1.5时，虽存在一阶共振，但超谐共振响应小且对编组数量不敏感，比值低于1.5时，共振能量随编组增加显著累积，车桥匹配性差；基于动力系数限值的参数分析表明，双跨连续梁在超谐共振控制方面略优于同等跨径简支梁；在0～600 km/h速度范围内，连续梁允许采用更低的基频下限，意味着在满足动力学安全的前提下可降低结构刚度需求，提高经济性；在选定桥梁参数下的车桥耦合振动分析中，列车垂向平稳性指标均稳定在“优”级限值范围内，其中，中间车因满足抑振匹配条件，共振速度下动力响应变化极小.

为解决现有弹性可弯式常导高速磁浮道岔线形设计存在的约束考量不足、速度等级覆盖单一、参数影响机制不明等问题，首先，明确线形设计的多维度约束条件，提出融合标准定子单元长度约束、车辆构造限制及衔接匹配要求的“缓和曲线-圆曲线-缓和曲线”线形设计方法；其次，建立不同长度道岔梁有限元分析模型，通过非线性回归拟合量化梁长与结构应力映射关系，确定道岔最小理论长度；然后，开展不同侧向通过速度的道岔线形设计，获取各速度等级线形参数；最后，分析侧向通过速度和加速度对线形参数的影响规律. 研究结果表明：梁体最大应力随长度增加非线性递减，90.00 m后长度对受力影响显著减弱，考虑1.3倍安全系数，确定弹性可弯式道岔最小理论长度为56.760 m；侧向通过速度不超过50 km/h或道岔型号小于7.500# 时，建议采用单圆型线形；“缓-圆-缓”线形尤其适用于70 km/h以上中高速场景；侧向通过速度不超过80 km/h时，以车辆构造半径约束为主导，呈现“短缓和、小半径、长圆曲、小号码”特征；速度超过100 km/h，以平衡离心力为核心，形成“长缓和、大半径、短圆曲、大号码”结构，圆曲线占比大幅下降，缓和曲线逐步成为主导段；侧向加速度增大时，缓和曲线长度递增，圆曲线半径、圆缓比及道岔全长递减，加速度超过1.000 m/s²后，线形参数变化逐渐趋于平缓.

电磁推力轴承的高精度控制可以提高分拣机械臂或协作机器人辅助关节的协调性和稳定性，级联控制系统下磁密反馈控制被认为是一种解决高频应用的有效办法，但目前很少有合适的微型霍尔传感器能精确采集气隙的实时磁密. 为解决高频工况下传统磁密估计精度不足的问题，首先，对考虑涡流、漏磁和边缘效应的等效磁阻模型进行有理近似；其次，基于耦合刚度并结合有效电感的涡流补偿模型，设计一种以可测量位移和电流共同作为输入信号的磁密观测器，在外回路中设计考虑动态刚度的PID控制器以补偿磁密滞后，并重构磁密内部控制回路；最后，建立电磁推力轴承的级联位移-磁密控制回路，并进行验证. 结果表明，相较于电流控制策略，该磁密反馈控制方法能够将电磁推力轴承系统的增益裕度提升至35 dB，相位裕度稳定在50° 以上，扩展控制带宽至400 Hz；在电流控制失稳时，该磁密反馈控制能抑制过冲在41.2%以下，并在不同参数的阶跃响应和方波跟踪测试中表现出更小的超调量和更快的稳定速度.

磁悬浮轴承是一种通过磁力作用使旋转轴悬浮在平衡位置，从而消除转子与定子之间接触摩擦的装置. 区别于传统轴承的支撑方式，磁轴承凭借无接触特性，在转速提升、控制精度优化及低能耗方面展现出显著优势，能够实现高速运转、精确控制与零摩擦运行的核心需求，已广泛应用于工业生产、飞轮储能、航空航天、高速机床等关键领域. 然而，随着现代工业对高性能轴承需求的不断增长和低碳环保理念的持续深入，磁悬浮轴承的技术升级与性能突破成为行业发展的迫切需求，相关研究也受到学术界与产业界的广泛关注. 本文系统综述了磁悬浮轴承的研究进展，依据悬浮力产生方式（吸力型、斥力型）明确其分类体系，进而围绕磁轴承系统的拓扑结构设计、数学建模、控制策略等核心研究内容展开梳理，全面呈现当前技术研究现状. 当前研究虽在基础理论与工程应用层面取得阶段性成果，但仍面临高温/高速工况下的稳定性控制、永磁体退磁防护、系统集成小型化、成本控制等关键技术瓶颈. 未来研究应聚焦多场耦合机理深化、智能控制算法融合、轻量化与低成本设计等方向，为磁悬浮轴承在更极端工况与更广泛领域的规模化应用提供技术支撑.

针对传统内置式永磁同步电机转子冲片减重设计存在几何自由度不足、难以兼顾多物理场需求的问题，提出一种融合参数化几何、复杂约束下采样与机器学习的优化设计方法. 首先，采用由5个控制点定义的2条相连二阶贝塞尔曲线构建减重孔轮廓，实现少参数、高柔性的几何描述；其次，提出融合接受-拒绝采样与参数偏向策略的实验设计方法，在复杂约束下生成100组高质量样本；然后，构建基于特征工程、核密度估计与自适应加权策略的代理模型，对平均转矩、转矩脉动以及最大等效应力进行高精度预测，决定系数R²>0.89；最后，建立多目标优化方案，并采用差分进化算法求解. 有限元仿真表明：相比于传统圆形孔的减重设计，优化方案在保证电磁性能几乎不变的前提下，减重孔面积提升174.6%，最大等效应力降低18.2%，实现了多物理场与轻量化的协同优化，有助于提高电机经济性和功率密度，也为低惯量快响应电机设计提供新思路.

高温主动磁悬浮轴承技术是替代传统轴承、实现在高温与高速工况下稳定运行的关键技术，其设计复杂度显著高于常温磁悬浮轴承. 基于国内外相关研究文献，从材料选取、机械系统制造工艺和故障安全机制、高温位移传感器设计以及转子系统建模和动态特性分析4个维度展开系统综述. 在材料方面，分析高温对磁轴承结构、材料及部件的多层面影响，重点研究定转子铁芯、绝缘涂层及高温绕组线3类耐高温材料. 在制造工艺与故障安全机制方面，阐述高温励磁线圈封装工艺及冗余设计、保护轴承表面增强、高温组合磁轴承等提升系统可靠性与安全性的主要方案. 在高温位移传感器设计方面，讨论差动变压器式、电容式及电涡流式3类传感器，重点论述电涡流传感器的温度补偿策略与耐高温材料选取要求. 在转子系统建模与动态特性分析方面，涵盖了电磁力建模与动力学建模，并从支承特性、旋转特性及边界力学特性3个角度揭示高温对刚度阻尼、固有频率及系统稳定性的影响规律. 通过综述，明确了各关键技术维度的研究进展与技术特点，并指出现存关键问题，进一步提出未来应重点开展多物理场耦合精细建模、振动主动控制策略、多场景应用适配性及材料-控制-结构协同优化等方向的深入研究.

近年来，铁路部门在现场空载投入经改造、检修或故障切除后的变压器时，多次出现因励磁涌流致使继保装置误动作的事件，这严重影响了供电可靠性. 为确保铁路供电系统安全可靠运行，在开展现场调研并综合大量文献分析的基础上，对我国铁路供电系统中励磁涌流给电气设备和铁路行车的危害进行系统分析；同时，基于变压器电磁等效模型，对励磁涌流的形成原因开展定性分析，指出剩磁、合闸偏磁是影响励磁涌流大小的主要因素；此外，还介绍国内外学者通过协调剩磁与合闸时间、外部增设电气元器件等方法抑制励磁涌流的研究现状，并归纳波形特征法、时频域分析法、神经网络法等励磁涌流波形识别技术的研究进展；最后，展望多场景和全工况的励 磁涌流暂态仿真、变压器高性能新材料和新结构的研发与应用，以及基于新型神经网络的波形识别技术及其保护配合措施等，认为这些是今后需要重点研究的领域.

针对高速永磁电主轴因气隙内空气摩擦损耗引发的散热与能效设计难题，揭示定子槽口与轴向通风冷却的耦合作用下风摩损耗的形成机理及涡流演变规律. 首先，分别建立光滑壁面的理想气隙模型与包含18个定子槽口的实际气隙模型；然后，通过对比2种气隙模型在无轴向通风条件下的能量耗散差异，定量评估定子槽口的独立影响；最后，通过施加不同流速的轴向冷却气流，系统评估通风强度对气隙内部流场结构及能量耗散特性的非线性调控作用. 结果表明：1） 定子槽口是导致风摩损耗激增的决定性因素，与光滑壁面理想气隙相比，定子槽口引起的附加损耗增幅近80%. 2） 在含定子槽口气隙中，轴向通风对损耗的调控呈现显著的非单调、分阶段特性：在引入微弱轴向通风后，损耗在2.00 m/s时降至最低，降幅超过19%；当流速进入6.00～10.00 m/s的临界区间，流场失稳导致能量耗散急剧跃升超过26%；而当流速超过10.00 m/s后，涡系压制效应主导流场恢复稳定，能量耗散在骤降后呈稳定单调增长趋势.

为实现对磁浮平面电机的状态实时监测并进行智能评测及辅助控制，本文构建了磁浮平面电机数字孪生系统. 首先，在磁浮平面电机和孪生模型间采用基于EtherNet/IP的通信方案，借助通信模块虚拟系统获取磁浮平面电机动子位置和控制量等实时关键状态数据，同时向实时控制系统发送相关数据；其次，磁浮平面电机采用NI PXIe-8880作为核心控制平台，采集位置传感器信号、位置解算、执行控制算法等对实时性较高任务，数字孪生系统基于PySide6开发图像用户界面且使用OpenGL图形库进行虚拟模型三维可视化，实现虚拟系统对磁浮平面电机的物理映射；最后，借助C++ 运算库，虚拟系统依据磁浮平面电机实时测量关键参数，获得对磁浮平面电机磁场强度、电流大小、线圈受力和运动状态的快速虚拟测量，满足对磁浮平面电机的实时可视化监测、智能评测、控制跟踪等要求. 研究结果显示：孪生模型对磁场、电流、线圈受力和线圈温度虚拟测量以及运动状态模拟均与实体磁浮平面电机接近，所构建的数字孪生系统可实现对磁浮平面电机的准确映射，该测量方法为磁悬浮平面电机的智能化控制与应用拓展提供了可行路径.

磁性液体振动能量采集器在低频振动环境中具有鲜明的技术优势，在机械振动监测、微纳传感器和人体可穿戴设备供电等领域具有广阔的应用前景. 随着能源需求的日益增长和环境问题的日益突出，开发高效、可靠的振动能量采集技术已成为当前研究的热点. 将磁性液体应用到振动能量采集器中，可降低能量采集器的频响阈值，提高能量采集器的能量采集效率. 这种创新性设计不仅能够有效拓宽振动能量采集器的应用范围，还能为微电子设备提供稳定的能量来源，具有重要的理论意义和实际应用价值. 本文通过对国内外磁性液体振动能量采集器研究现状进行综述，详述电磁和摩擦电2种不同形式振动能量采集器的最新研究进展，在此基础上分析磁性液体振动能量采集器设计中磁性液体材料性能及壁面特性对其电学输出性能的影响，壁面材料的表面粗糙度和亲疏水特性也会显著影响摩擦电式能量采集器的输出性能. 因此，如何优化磁性液体材料性能和壁面特性以提高能量采集器的输出性能以及设计高效的能源管理系统以实现能量的稳定输出和有效利用，是未来研究的重要方向. 最后，对磁性液体振动能量采集器未来发展的趋势进行展望，以期为相关研究提供参考.