一种采用V型轨道的磁浮列车用悬浮导向和牵引装置及其控制方法

摘要

一种采用V型轨道的磁浮列车用悬浮导向和牵引装置及其控制方法，该装置包括牵引组件和悬浮导向组件，悬浮导向组件包括转向架和轨道，轨道中轨道梁的左右两侧分别装设有一套铁芯线圈，铁芯线圈沿着与水平面呈一定夹角α的方向布置，转向架上与铁芯线圈对应的位置处设有励磁体，励磁体的布置方向与铁芯线圈平行。该方法的步骤为：(1)建立坐标系并定义运动方式；(2)得出悬浮、导向及滚动这三个独立的状态分量；(3)利用状态变量构造控制变量u1，使得悬浮闭环运动稳定；(4)利用状态变量构造控制变量u2，使得导向及滚动系统的闭环运动稳定；本发明具有结构简单紧凑、成本低廉、工作稳定可靠、可利用同一套磁路来实现悬浮、导向及牵引功能等优点。

主权项

一种采用V型轨道的磁浮列车用悬浮导向和牵引装置的控制方法，其特征在于步骤为：（1）建立轨道坐标系{O}和转向架坐标系{A}并定义运动方式：假设轨道静止，此时轨道坐标系也称为惯性坐标系，惯性坐标系{O}的原点取为转向架（12）处于平衡时的质心位置，其y轴水平向右，其z轴竖直向上；转向架坐标系{A}与转向架（12）固连，其原点取为转向架（12）的质心位置，其y轴和z轴的选取方法是，当转向架（12）处于平衡位置时，转向架坐标系{A}与惯性坐标系{O}重合；一般情况下，转向架坐标系{A}相对于惯性坐标系{O}有平移运动(y,z)和旋转运动θ，称z方向的运动为悬浮运动，称y方向的运动为导向运动，称θ方向的旋转运动为滚动；（2）通过检测到实时的位置信号，得出悬浮、导向及滚动这三个独立的状态分量；（3）利用状态变量构造控制变量u1，使得悬浮闭环运动稳定；鉴于u1=Δi1+Δi2，因此当检测到悬浮状态分量z偏离零位时，两侧的励磁电流采用同相控制，以使得悬浮状态分量回归到标称值；其中，Δi1=i1‑i0，Δi2=i2‑i0，i1和i2分别是左侧和右侧励磁体的电流，i0是平衡状态对应的电流；（4）利用状态变量构造控制变量u2，使得导向及滚动系统的闭环运动稳定；鉴于u2=Δi1‑Δi2，因此当检测到导向状态分量y偏离零位和（或）滚动角θ不为零时，两侧的励磁电流采用差动控制，以使得导向状态分量y和（或）滚动角θ回归到标称值。