一种磁浮列车悬浮控制方法技术

本发明专利技术公开了一种磁浮列车悬浮控制方法，涉及磁浮列车悬浮控制技术。所述控制方法将车辆处于不同位置和/或不同工况下的最优控制参数保存于悬浮控制器内，悬浮控制器根据车辆的实时位置和工况将控制参数切换至与该位置和/或工况对应的最优控制参数，使车辆在不同位置和/或工况下，采用不同的控制参数进行悬浮控制，实现了每个位置和/或工况下的最优控制，避免了整条运行线路仅一组控制参数而导致悬浮控制不稳定的问题，提高了车辆控制的稳定性、可靠性以及舒适性。

A suspension control method of maglev train

【技术实现步骤摘要】
一种磁浮列车悬浮控制方法
本专利技术属于磁浮列车悬浮控制
，尤其涉及一种磁浮列车悬浮控制方法。
技术介绍
磁浮列车利用电磁力实现车体与轨道的支撑和导向，目前常见的磁浮列车有电磁悬浮型磁浮列车和电动悬浮型磁浮列车。电磁悬浮型磁浮列车是利用车载悬浮电磁铁产生磁场，与轨道产生吸力，将列车车体悬浮于轨道之上。悬浮电磁铁与轨道之间的间隙一般为8-12mm，并通过悬浮控制器调节悬浮电磁铁的电流以保证列车稳定悬浮。悬浮控制器作为磁浮列车的核心部件之一，其功能和性能直接影响磁浮列车的稳定性、可靠性和舒适性，是磁浮列车安全运行的重要保证。因此，优化和改进悬浮控制方法以提高整个悬浮系统以及车辆的性能显得尤为重要。为了保证磁浮列车能正常稳定悬浮和运行，车辆对轨道和线路的要求较高，而磁浮列车的主要优点为：噪音小、转弯半径小以及爬坡能力强等。较小的转弯半径会造成轨道弯度较大，车辆横向作用力大，电磁铁产生的横向位移大，影响悬浮电磁铁与轨道之间产生的电磁力，从而影响悬浮性能。大坡道会产生较大的竖曲线，考虑到车体为刚性结构，车辆通过大的竖曲线时，垂向的作用力会发生较大变化，对悬浮控制器和控制方法同样带来挑战。受轨道施工和地质沉降等因素影响，同一线路不同位置的轨道精度存在一定误差，轨道与轨道连接处存在有轨道台阶，也会影响悬浮稳定性。同时，列车在线路运行和站台静浮时，车辆的状态都不尽相同。如图1所示，车辆以控制参数组1实现静浮时，悬浮间隙较为平稳，无明显波动和振动。当车辆以控制参数组2实现静浮时，悬浮间隙波动较大，车辆振动较明显。由此可以看出，控制参数组1更适合于车辆静浮；但在车辆跑车运行时，控制参数组2具有更好的动态响应效果，此时控制参数组1不再适用。因此，采用同一组控制参数很难适应整条运行线路的不同位置状态和不同工况，对悬浮控制器的控制方法和控制参数要求较高。目前悬浮控制所采用的方法是通过不断调试和参数优化，折中选取一组能适应整条运行线路的控制参数，这极大地影响和降低了车辆的可靠性和舒适性。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种磁浮列车悬浮控制方法，在车辆处于不同位置状态和不同工况下，采用不同的控制参数实现车辆的悬浮控制，以提高车辆和悬浮控制器的可靠性，解决同一组控制参数不能适应整条运行线路的问题。本专利技术是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种磁浮列车悬浮控制方法，包括：步骤1：获取车辆处于不同位置和/或不同工况下的最优控制参数，且将不同位置和/或不同工况下对应的最优控制参数保存于悬浮控制器内；步骤2：获取车辆的实时位置信息、实时速度信息以及实时上下行信息；步骤3：根据所述步骤2中车辆的实时位置、实时速度以及实时上下行信息确定车辆当前所处位置和/或工况，根据车辆当前所处位置和/或工况将控制参数切换至与该位置和/或工况对应的最优控制参数，以实现该位置和/或工况下车辆的悬浮控制。本专利技术所述悬浮控制方法，在车辆处于不同位置和/或不同工况时，获取与该位置和/或工况对应的最优控制参数，并将位置和/或工况以及与该位置和/或工况对应的最优控制参数保存于悬浮控制器内，悬浮控制器在获取车辆的实时位置、实时速度和实时上下行信息后，确定车辆当前位置和/或工况，并将控制参数切换至与该当前位置和/或工况对应的最优控制参数，实现了在不同位置和/或工况下，采用不同的控制参数进行悬浮控制，避免了整条运行线路仅一组控制参数而导致悬浮控制不稳定的问题，提高了车辆控制的稳定性、可靠性以及舒适性。进一步地，所述车辆所处位置包括站台、弯道、坡道以及平直道；车辆所处工况包括静态悬浮和动态悬浮。进一步地，所述最优控制参数包括额定间隙、平衡点电流、期望电流以及PID控制参数。进一步地，所述步骤1中，车辆处于不同位置和/或不同工况下的最优控制参数是通过实际工程调试来获取的。进一步地，通过实际工程调试来获取不同工况下最优控制参数的判断依据为：对于静态悬浮，额定间隙-0.5mm≤悬浮间隙≤额定间隙+0.5mm，且车辆与轨道无共振现象；对于动态悬浮，额定间隙-4mm≤悬浮间隙≤额定间隙+4mm，且车辆与轨道无共振现象，在不同位置动态运行时，车辆无掉点和砸轨现象。进一步地，所述步骤2中，悬浮控制器通过CAN总线获取车辆的实时位置信息、实时速度信息以及实时上下行信息。进一步地，所述步骤3中，车辆的当前位置信息以通过CAN总线获取的位置信息为准，同时根据实时速度和检测周期进行当前位置准确性判断，具体的判断方法为：如果|SL-Si|≤ΔL，则车辆当前位置信息准确，进行控制参数的切换；如果|SL-Si|＞ΔL，则发出车辆位置信息异常报告，不进行控制参数的切换；其中，SL为通过CAN总线获取的实时位置，Si＝Si-1+vi·T，Si为第i个检测周期车辆的位置，Si-1为第i-1个检测周期车辆的位置，vi为第i个检测周期车辆的实时速度，T为检测周期，ΔL为设定阈值。进一步地，设定阈值ΔL为10m。进一步地，所述步骤3中，在进行最优控制参数切换时，从当前最优控制参数以一定累加速率或累减速率逐步累加或累减到目标最优控制参数，具体切换数学表达式为：Kij＝Kmn±q·k其中，Kij为目标最优控制参数，Kmn为当前最优控制参数，k为累加速率或累减速率，q为累加次数或累减次数。进一步地，所述累加速率或累减速率k为0.1。有益效果与现有技术相比，本专利技术所提供的一种磁浮列车悬浮控制方法，将车辆处于不同位置和/或不同工况下的最优控制参数保存于悬浮控制器内，悬浮控制器根据车辆的实时位置和工况将控制参数切换至与该位置和/或工况对应的最优控制参数，使车辆在不同位置和/或工况下，采用不同的控制参数进行悬浮控制，实现了每个位置和/或工况下的最优控制，避免了整条运行线路仅一组控制参数而导致悬浮控制不稳定的问题，提高了车辆控制的稳定性、可靠性以及舒适性。该控制方法在控制参数切换时，为了保证控制参数的平滑过渡，并不是将当前控制参数直接切换至目标控制参数，而是以一定的速率进行过渡切换，避免了车辆控制出现较大的波动，进一步地提高了车辆控制的稳定性、可靠性以及舒适性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术
技术介绍
中不同工况采用不同控制参数的效果对比图；图2是本专利技术实施例中一种磁浮列车悬浮控制方法的控制流程图；图3是本专利技术实施例中车辆位置信息示意图；图4是本专利技术实施例中悬浮控制器网络拓扑图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁浮列车悬浮控制方法，其特征在于，包括：/n步骤1：获取车辆处于不同位置和/或不同工况下的最优控制参数，且将不同位置和/或不同工况下对应的最优控制参数保存于悬浮控制器内；/n步骤2：获取车辆的实时位置信息、实时速度信息以及实时上下行信息；/n步骤3：根据所述步骤2中车辆的实时位置、实时速度以及实时上下行信息确定车辆当前所处位置和/或工况，根据车辆当前所处位置和/或工况将控制参数切换至与该位置和/或工况对应的最优控制参数，以实现该位置和/或工况下车辆的悬浮控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁浮列车悬浮控制方法，其特征在于，包括：
步骤1：获取车辆处于不同位置和/或不同工况下的最优控制参数，且将不同位置和/或不同工况下对应的最优控制参数保存于悬浮控制器内；
步骤2：获取车辆的实时位置信息、实时速度信息以及实时上下行信息；
步骤3：根据所述步骤2中车辆的实时位置、实时速度以及实时上下行信息确定车辆当前所处位置和/或工况，根据车辆当前所处位置和/或工况将控制参数切换至与该位置和/或工况对应的最优控制参数，以实现该位置和/或工况下车辆的悬浮控制。


2.如权利要求1所述的一种磁浮列车悬浮控制方法，其特征在于，所述车辆所处位置包括站台、弯道、坡道以及平直道；车辆所处工况包括静态悬浮和动态悬浮。


3.如权利要求1所述的一种磁浮列车悬浮控制方法，其特征在于，所述最优控制参数包括额定间隙、平衡点电流、期望电流以及PID控制参数。


4.如权利要求1-3中任一项所述的一种磁浮列车悬浮控制方法，其特征在于，所述步骤1中，车辆处于不同位置和/或不同工况下的最优控制参数是通过实际工程调试来获取的。


5.如权利要求4所述的一种磁浮列车悬浮控制方法，其特征在于，通过实际工程调试来获取不同工况下最优控制参数的判断依据为：
对于静态悬浮，额定间隙-0.5mm≤悬浮间隙≤额定间隙+0.5mm，且车辆与轨道无共振现象；
对于动态悬浮，额定间隙-4mm≤悬浮间隙≤额定间隙+4mm，且车辆与轨道无共振现象，在不同位置动态运行时，车辆无掉点和砸轨现象。

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【专利技术属性】
技术研发人员：朱跃欧，佟来生，罗华军，张文跃，罗京，蒋毅，汤彪，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43