[發(fā)明專利]中低速磁浮列車的高精度測速定位方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010274611.7
• 申請日: 2010-09-07
• 公開（公告）號: CN101934806A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 薛松;龍志強;竇峰山;戴春輝;賀光;李曉輝;何寧;駱力;齊洪峰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學;北京控股磁懸浮技術發(fā)展有限公司
• 主分類號: B61L25/02
• 分類號: B61L25/02;G01P3/66;G01P13/02
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;周長清

技術領域

本發(fā)明主要涉及到磁浮列車領域，特指一種適用于中低速磁浮列車的測速定位方法及系統(tǒng)。

背景技術

測速定位系統(tǒng)是中低速磁浮列車運行控制的重要組成部分。目前國內(nèi)外在中低速磁浮列車的研究中主要采用的方法有感應回線法和軌枕計數(shù)法等。感應回線測速定位方法利用軌道上鋪設的感應回線與車載天線線圈的電磁感應進行定位，其定位精度受到感應回線布線的限制，通常為厘米量級。軌枕計數(shù)法采用傳感器對運行經(jīng)過的軌枕進行計數(shù)來達到定位測速的目的，由于受到軌枕距離的約束，其精度較低。另外軌枕之間的距離也是不均勻的，這導致了累積誤差，對測速定位精度也有不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題就在于：針對現(xiàn)有技術存在的技術問題，本發(fā)明提供一種結構簡單緊湊、成本低廉、測量精度高、安裝方便、抗干擾能力強的中低速磁浮列車的高精度測速定位方法及系統(tǒng)。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種中低速磁浮列車的高精度測速定位方法，其特征在于：首先在列車行駛的軌道上鋪設金屬齒槽條，并在車體上裝設兩個以上測速定位傳感器；列車行駛時，測速定位傳感器與金屬齒槽條接近時配合產(chǎn)生檢測信號，根據(jù)所述檢測信號判斷車體的速度、相對位置以及方向。

作為本發(fā)明的進一步改進：

所述測速定位傳感器的感應面上布置有尺寸完全相同且沿軌道的鋪設方向依次排成一列的第一線圈、第二線圈、第三線圈以及第四線圈，所述第一線圈與第二線圈為一組，所述第三線圈與第四線圈為一組，所述同組中兩個線圈之間沿軌道鋪設方向的間距L為1/2個齒槽周期T，每個線圈的寬度L₁比1/2個齒槽周期T略小，每個線圈的長度l₂約為線圈寬度L₁的兩倍，相鄰兩組線圈之間的沿軌道鋪設方向的間距L₄為1+1/4個齒槽周期T；列車行駛時，由所述四個線圈各可得到一路幅值變化信號H、I、J、K，求幅值信號H與幅值信號I的差分得到待采樣信號A，待采樣信號A同樣反映了線圈與齒槽的相對位置；將待采樣信號A通過比較電路得到方波信號B；同時，由幅值信號J與幅值信號K可得到待采樣信號C以及方波信號D待采樣信號A與C，方波信號B與D分別相差1/4周期。

當進行相對位置檢測時，由于相對位置L₅與待采樣信號A與C在當前位置的采樣值數(shù)據(jù)對O、P有一一對應的關系，首先在間隙恒定的情況下，建立相對位置L₅與采樣數(shù)據(jù)對O、P的對應關系表，在列車運行時，根據(jù)實時采樣得到的數(shù)據(jù)對O、P對照該表即可查得此時的相對位置L₅，其中在行駛經(jīng)過整數(shù)個齒槽周期T之后繼續(xù)運行的一段小于齒槽周期T長度的距離，稱為相對位置L₅；當進行速度檢測時，將一個齒槽周期T的長度除以最近兩次齒槽計數(shù)的時間即可得到列車的當前速度。

當進行方向判斷時，在方波信號B的下降沿讀取方波信號D的電平值，若此時方波信號D為低電平，則可判定此時線圈運行的方向向右；若此時方波信號D為高電平，則可判定此時線圈運行的方向向左；在方波信號B的上升沿讀取方波信號D的電平值，若此時方波信號D為高電平，則可判定此時線圈運行的方向向右；若此時方波信號D為低電平，則可判定此時線圈運行的方向向左；在方波信號D的下降沿讀取方波信號B的電平值，若此時方波信號B為高電平，則可判定此時線圈運行的方向向右；若此時方波信號B為低電平，則可判定此時線圈運行的方向向左；在方波信號D的上升沿讀取方波信號B的電平值，若此時方波信號B為低電平，則可判定此時線圈運行的方向向右；若此時方波信號B為高電平，則可判定此時線圈運行的方向向左。

在進行速度、相對位置以及方向判斷時，對線圈感應面與被檢測面之間間隙M的波動進行補償，補償?shù)牟襟E為：

①建立一個齒槽周期T內(nèi)各相對位置L₅與一個標準間隙下讀取的數(shù)據(jù)對O、P的對應關系表；

②在方波信號B的每個跳變沿時刻，讀取待采樣信號C的值，可得到待采樣信號C的峰值和谷值，由峰值減去谷值得到待采樣信號C當前的幅值；

③根據(jù)當前幅值與標準間隙下的幅值之比，將當前間隙M下的采樣數(shù)據(jù)P轉化為標準間隙下的值，然后再進行查表，抵消掉間隙波動的影響。