电磁型常导低速磁浮列车模块悬浮控制方法

摘要

本发明公开了一种电磁型常导低速磁浮列车模块悬浮控制方法，目的是克服模块内部两点之间的相互影响，提高悬浮控制的性能。技术方案是设计一个只包括一套悬浮控制器的悬浮控制系统，该悬浮控制器由信号处理单元、A/D转换单元、时钟信号发生单元、主控DSP单元、PWM波发生单元以及辅助DSP单元组成，它根据两个悬浮传感器组分别测得的A端和B端悬浮状态，分别计算出A端和B端的控制量，由A端控制量控制单电磁铁A的电流大小，由B端控制量控制单电磁铁B的电流大小，进而分别控制A端电磁力和B端电磁力的大小，保证模块A端和B端都与轨道之间的间隙保持恒定；采用本发明可有效抑制A端和B端悬浮状态之间的相互影响，实现磁浮列车的稳定悬浮。

主权项

1.一种电磁型常导低速磁浮列车模块悬浮控制方法，通过设计一个由悬浮控制器、悬浮传感器组A和悬浮传感器组B、悬浮斩波器A和悬浮斩波器B组成的悬浮控制系统，由悬浮控制系统通过控制电磁铁的电流来控制电磁力的大小，以保证电磁铁与轨道之间的间隙始终保持在设定的间隙值，从而实现磁浮列车的稳定悬浮，悬浮控制器通过CAN总线将故障状态和悬浮状态实时上传给车载监控系统；其特征在于设计悬浮控制系统时以整个悬浮模块为控制对象，悬浮控制系统只包括一套悬浮控制器，它与悬浮斩波器A和悬浮斩波器B都相连，且与悬浮传感器组A和悬浮传感器组B均相连；悬浮控制器根据悬浮传感器组A测量得到的A端悬浮状态和悬浮传感器组B测量得到的B端悬浮状态，结合来自车载监控系统的悬浮/降落命令，分别计算出A端和B端的控制量，将A端控制量输出到悬浮斩波器A，控制单电磁铁A的电流大小，进而控制A端电磁力的大小，保证模块A端与轨道之间的间隙保持恒定；将B端的控制量输出到悬浮斩波器B，控制单电磁铁B的电流大小，进而控制B端电磁力的大小，保证模块B端与轨道之间的间隙保持恒定；悬浮控制器由信号处理单元、A/D转换单元、时钟信号发生单元、主控DSP单元、PWM波发生单元以及辅助DSP单元组成：信号处理单元接受传感器信号，对间隙传感器A和间隙传感器B输出的间隙信号A和间隙信号B进行直流偏置、放大、滤波处理，输出电压型间隙信号Sd1和Sd2；对加速度传感器A和加速度传感器B输出的加速度信号A和加速度信号B进行隔直、积分、滤波处理，输出电压型速度信号Sv1和Sv2；将电流传感器A和电流传感器B输出的电流信号A和电流信号B转换成电压型信号，并对其进行放大、滤波处理，输出电压型模拟信号Si1和Si2；Sd1和Sd2、Sv1和Sv2、Si1 和Si2同时送到A/D转换单元和辅助DSP单元；A/D转换单元根据主控DSP单元发出的转换指令，将由信号处理单元传来的三种悬浮传感器的电压型模拟信号即Sd1和Sd2、Sv1和Sv2、Si1和Si2分别转换成数字信号D1、D2、V1、V2、I1、I2，A/D转换单元在接收到主控DSP单元发出的读指令后，将数字信号D1、D2、V1、V2、I1、I2送到主控DSP单元；主控DSP单元采用浮点数字信号处理器设计，内有程序控制器、定时器、寄存器、数字I/O单元和运算单元；程序控制器与定时器、寄存器、数字I/O单元和运算单元均通过内部总线相连，程序控制器设计有悬浮控制程序；定时器根据悬浮控制程序的设置，对时钟信号发生单元产生的时钟信号计数，每T秒产生一个中断信号并送到程序控制器，T为定时器的中断周期；寄存器根据悬浮控制程序的配置，保存DSP工作方式和内部状态；数字I/O单元在程序控制器的控制下，向A/D转换单元输出A/D转换指令和A/D转换结果读取指令，接收来自车载监控系统的L/D指令、RESET信号以及来自A/D转换单元的转换完毕状态信号并送到程序控制器；运算单元完成悬浮控制程序中涉及的所有算术/逻辑运算，最终得到模块A端和模块B端的控制量CV1和CV2，并在程序控制器的控制下，将CV1和CV2 通过总线送至PWM波发生单元；PWM波发生单元包括两个具有完全相同逻辑结构的PWM波发生器即PWM波发生器A和PWM波发生器B，分别将CV1和CV2 转换成悬浮斩波器可以接受的定周期PWM波信号PWM1和PWM2；PWM1通过光电隔离单元后成为A端控制量PWM_A，PWM2通过光电隔离单元后成为B端控制量PWM_B。