[發(fā)明專利]一種自適應(yīng)式抑制磁懸浮系統(tǒng)軌道振動(dòng)的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110141724.8
• 申請(qǐng)日: 2021-02-02
• 公開（公告）號(hào): CN112758131A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程虎;年佳;李家勛;劉恒坤;肖力;周文武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南凌翔磁浮科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B61K9/08
• 分類號(hào): B61K9/08;B61L23/04;E01B25/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種自適應(yīng)式抑制磁懸浮系統(tǒng)軌道振動(dòng)的方法，磁懸浮系統(tǒng)，包括至少一個(gè)間隙傳感器和相應(yīng)數(shù)量的加速度傳感器，分別用于檢測(cè)間隙信號(hào)、加速度信號(hào)，其特征在于：對(duì)各間隙信號(hào)、各加速度信號(hào)分別進(jìn)行處理，得到各間隙第一信號(hào)、各加速度第一信號(hào)，并推導(dǎo)軌道振動(dòng)的速度信號(hào)，提取軌道振動(dòng)特征，在懸浮磁鐵的阻尼計(jì)算中，引入自適應(yīng)機(jī)制，根據(jù)自適應(yīng)的阻尼計(jì)算懸浮磁鐵兩端的控制率，對(duì)懸浮磁鐵的兩端采用相同的控制率進(jìn)行控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自適應(yīng)式抑制磁懸浮系統(tǒng)軌道振動(dòng)的方法，其特征在于：設(shè)置微分傳遞函數(shù)，對(duì)各間隙信號(hào)分別進(jìn)行微分處理，得到各間隙第一信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述自適應(yīng)式抑制磁懸浮系統(tǒng)軌道振動(dòng)的方法，其特征在于：采用兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)相減的方式，設(shè)置微分傳遞函數(shù)：

(1)；τ₁＜τ₂

式中，τ₁、τ₂分別表示兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)；

s表示微分。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述自適應(yīng)式抑制磁懸浮系統(tǒng)軌道振動(dòng)的方法，其特征在于：設(shè)置具有隔直功能的積分傳遞函數(shù)，對(duì)各加速度信號(hào)分別進(jìn)行積分處理，得到各加速度第一信號(hào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述自適應(yīng)式抑制磁懸浮系統(tǒng)軌道振動(dòng)的方法，其特征在于：

為了濾除加速度信號(hào)中的重力加速度的直流分量，積分傳遞函數(shù)為：

式中，k_a表示增益系數(shù)，ξ表示阻尼比，ω_n表示帶寬，s²表示二階微分。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述自適應(yīng)式抑制磁懸浮系統(tǒng)軌道振動(dòng)的方法，其特征在于：根據(jù)各間隙第一信號(hào)v_gi(t)、各加速度第一信號(hào)v_ai(t)，推導(dǎo)軌道振動(dòng)的速度信號(hào)v_hi(t)：

v_hi(t)＝v_ai(t)-v_gi(t) (3)；

式中，式中i＝1，…n，表示間隙傳感器數(shù)量。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述自適應(yīng)式抑制磁懸浮系統(tǒng)軌道振動(dòng)的方法，其特征在于：根據(jù)離散傅里葉變換的原理，對(duì)各軌道振動(dòng)的速度信號(hào)進(jìn)行處理，得到其頻率域的分布，提取各頻率域分布最大值，作為第i路軌道振動(dòng)特征；

計(jì)算所有軌道振動(dòng)特征的最大值，作為該段軌道的振動(dòng)特征。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述自適應(yīng)式抑制磁懸浮系統(tǒng)軌道振動(dòng)的方法，其特征在于：采用PID控制算法，懸浮磁鐵兩端的控制率相同，且與阻尼有關(guān)，阻尼表示式如下：

k_d1(Amp)·v_g+k_d2(Amp)·v_a (4)；

式中，k_d10和k_d20分別表示軌道不振動(dòng)時(shí)的間隙微分系數(shù)和加速度積分系數(shù)，Amp_max表示軌道振動(dòng)特征的邊界值，Δk_d表示阻尼系數(shù)變化的幅值，sat(·)表示飽和函數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述自適應(yīng)式抑制磁懸浮系統(tǒng)軌道振動(dòng)的方法，其特征在于：懸浮磁鐵左端的控制率表達(dá)如下：

式中，k_p表示比例系數(shù)，k_d1表示間隙微分系數(shù)，k_d2表示加速度積分系數(shù)，k_i表示積分系數(shù)；gap0表示額定間隙，I₀表示額定電流，v_g表示該懸浮點(diǎn)的間隙微分，v_a表示該懸浮點(diǎn)的加速度積分，且有：

10.一種自適應(yīng)式抑制磁懸浮系統(tǒng)軌道振動(dòng)終端，磁懸浮系統(tǒng)，包括至少一個(gè)間隙傳感器和相應(yīng)數(shù)量的加速度傳感器，其特征在于：包括存儲(chǔ)器、處理器、以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-9任一所述方法。