[發(fā)明專利]控制器及包括該控制器的超導(dǎo)磁懸浮車控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611051436.9
• 申請(qǐng)日: 2016-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN106740254B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李金龍;彭建平;陳玲;羅林;朱宏娜;邱春蓉;李曦;駱曉翔;郭建強(qiáng);周大進(jìn);崔宸昱;趙勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B60L13/06
• 分類號(hào): B60L13/06
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種控制器及超導(dǎo)磁懸浮車控制系統(tǒng)，該控制器應(yīng)用于超導(dǎo)磁懸浮車控制系統(tǒng)，包括：設(shè)置在超導(dǎo)磁懸浮車運(yùn)行軌道上的各直線初級(jí)線圈側(cè)的發(fā)射端，發(fā)射端用于發(fā)射檢測信號(hào)；設(shè)置在超導(dǎo)磁懸浮車上直線電機(jī)次級(jí)線圈側(cè)的接收端，接收端用于接收檢測信號(hào)將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；控制器包括：現(xiàn)場可編程門陣列和微處理器，用于根據(jù)電信號(hào)控制超導(dǎo)磁懸浮車運(yùn)行狀態(tài)；其中，現(xiàn)場可編程門陣列與微處理器之間采用同步串行通信方式進(jìn)行通信，以使得現(xiàn)場可編程門陣列和微處理器之間可以進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，提高述現(xiàn)場可編程門陣列和微處理器之間的通信速度，從而提高控制器的處理速度，保證超導(dǎo)磁懸浮車在高速運(yùn)行下的運(yùn)行安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超導(dǎo)磁懸浮車控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種控制器及包括該控制器的超導(dǎo)磁懸浮車控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

超導(dǎo)磁懸浮車在運(yùn)行過程中的驅(qū)動(dòng)力主要來源于設(shè)置在運(yùn)行軌道上的直線電機(jī)初級(jí)線圈和設(shè)置在超導(dǎo)磁懸浮車底部的直線電機(jī)次級(jí)線圈之間的電磁力。其中，設(shè)置在運(yùn)行軌道上的直線電機(jī)初級(jí)線圈由多個(gè)直線電機(jī)段構(gòu)成，具體工作時(shí)，通過控制各直線電機(jī)段的通電狀態(tài)(包括通電和斷電)，控制超導(dǎo)磁懸浮車的運(yùn)行狀態(tài)。因此，當(dāng)所述超導(dǎo)磁懸浮車的運(yùn)行軌道較長時(shí)，安裝在所述運(yùn)行軌道上的直線電機(jī)段數(shù)量將會(huì)很多，如果想要根據(jù)所述超導(dǎo)磁懸浮車的當(dāng)前位置和運(yùn)行速度實(shí)時(shí)控制這些直線電機(jī)段的通電狀態(tài)，單純使用端口較少的MCU(微處理器)不太方便。而FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)具有快速數(shù)據(jù)處理能力，能夠保證超導(dǎo)磁懸浮車高速運(yùn)動(dòng)下控制指令的處理和運(yùn)輸，因此，需要利用端口較多且并行處理速度較高的FPGA配合MCU來驅(qū)動(dòng)控制超導(dǎo)磁懸浮車運(yùn)行。

但是，由于超導(dǎo)磁懸浮車運(yùn)行過程中不存在與運(yùn)行軌道間的摩擦力，使得超導(dǎo)磁懸浮車的運(yùn)行速度較大。如果想要保證所述超導(dǎo)磁懸浮車在高速運(yùn)行下的運(yùn)行安全，則對(duì)MCU和FPGA構(gòu)成的控制器的處理速度要求很高。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種控制器及包括該控制器的超導(dǎo)磁懸浮車控制系統(tǒng)，該控制器具有較高的處理速度，能夠保證所述超導(dǎo)磁懸浮車在高速運(yùn)行下的運(yùn)行安全。

為解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

一種控制器，應(yīng)用于超導(dǎo)磁懸浮車控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括：設(shè)置在所述超導(dǎo)磁懸浮車運(yùn)行軌道上的各直線初級(jí)線圈側(cè)的發(fā)射端，所述發(fā)射端用于發(fā)射檢測信號(hào)；設(shè)置在所述超導(dǎo)磁懸浮車上直線電機(jī)次級(jí)線圈側(cè)的接收端，所述接收端用于接收所述檢測信號(hào)將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；

所述控制器包括：

現(xiàn)場可編程門陣列，所述現(xiàn)場可編程門陣列用于根據(jù)所述電信號(hào)獲取所述超導(dǎo)磁懸浮車的當(dāng)前位置信息，并生成觸發(fā)信號(hào)和攜帶有所述超導(dǎo)磁懸浮車的當(dāng)前位置信息的信息指令幀結(jié)構(gòu)；

微處理器，所述微處理器用于響應(yīng)所述觸發(fā)信號(hào)，建立與所述現(xiàn)場可編程門陣列之間的通信，接收所述信息指令幀結(jié)構(gòu)，并根據(jù)所述信息指令幀結(jié)構(gòu)生成控制指令幀結(jié)構(gòu)返回給所述現(xiàn)場可編程門陣列，以便于所述現(xiàn)場可編程門陣列根據(jù)所述控制指令幀結(jié)構(gòu)中的控制指令，控制所述超導(dǎo)磁懸浮車運(yùn)行狀態(tài)；

其中，所述現(xiàn)場可編程門陣列與所述微處理器之間采用同步串行通信方式進(jìn)行通信。

優(yōu)選的，所述微處理器與所述現(xiàn)場可編程門陣列之間的通信包括上行通信和下行通信，其中，所述微處理器通過所述上行通信接收所述現(xiàn)場可編程門陣列發(fā)送的信息指令幀結(jié)構(gòu)，通過所述下行通信向所述現(xiàn)場可編程門陣列發(fā)送控制指令幀結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述信息指令幀結(jié)構(gòu)包括：上行幀頭定位、上行跟蹤標(biāo)記、發(fā)射端基地址、接收端的檢測時(shí)間和校驗(yàn)碼。

優(yōu)選的，所述發(fā)射端基地址為所述超導(dǎo)磁懸浮車的當(dāng)前位置編號(hào)；所述上行跟蹤標(biāo)記由當(dāng)前通信之前的預(yù)設(shè)值次通信時(shí)可編程門陣列向微處理器發(fā)送的所述超導(dǎo)磁懸浮車的位置編號(hào)按位異或得到。