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

在審

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

本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)式抑制磁懸浮系統(tǒng)軌道振動的方法，磁懸浮系統(tǒng)，包括至少一個間隙傳感器和相應(yīng)數(shù)量的加速度傳感器，分別用于檢測間隙信號、加速度信號，對各間隙信號、各加速度信號分別進行處理，得到各間隙第一信號、各加速度第一信號，并推導(dǎo)軌道振動的速度信號，提取軌道振動特征，在懸浮磁鐵的阻尼計算中，引入自適應(yīng)機制，根據(jù)自適應(yīng)的阻尼計算懸浮磁鐵兩端的控制率，對懸浮磁鐵的兩端采用相同的控制率進行控制。本申請通過在阻尼計算中引入自適應(yīng)振動特征，從而在懸浮磁鐵兩端的控制率計算中進行自適應(yīng)調(diào)整，實現(xiàn)對軌道振動的自適應(yīng)抑制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁懸浮列車控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種自適應(yīng)式抑制磁懸浮系統(tǒng)軌道振動的方法。

背景技術(shù)

目前，磁浮列車的懸浮系統(tǒng)必須依靠主動控制才能維持穩(wěn)定，而如何提供懸浮所需的阻尼，是控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。在實際的懸浮系統(tǒng)中，獲取阻尼的方式有兩種，一是對懸浮間隙進行微分，二是對懸浮磁鐵垂向運動的加速度進行積分，通常將這兩種方式獲得的阻尼進行線性組合，作為懸浮系統(tǒng)的阻尼。

而懸浮間隙中除了懸浮磁鐵的位置信息，還包含了軌道不平順信息及軌道振動信息，利用懸浮間隙的微分作為阻尼，能夠起到抑制軌道振動效果，但不利于抑制軌道不平順。反之，懸浮磁鐵垂向運動的加速度中不包含軌道不平順信息及軌道振動信息，具有抑制軌道不平順的效果，但不能抑制軌道振動。

懸浮系統(tǒng)是一個非線性系統(tǒng)，采用將兩種阻尼進行線性組合的方式，無法兼顧抑制軌道不平順和抑制軌道振動的需求。

因此，如何兼顧懸浮間隙、懸浮磁鐵垂向運動的加速度中的懸浮系統(tǒng)信息，在對軌道不平順具有良好抑制效果的前提下，有效抑制軌道振動，是目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種自適應(yīng)式抑制磁懸浮系統(tǒng)軌道振動的方法，設(shè)置微分傳遞函數(shù)，對磁懸浮系統(tǒng)的各個懸浮間隙分別進行微分，設(shè)置積分傳遞函數(shù)，對每個間隙中的加速度分別進行積分，濾除掉加速度中的直流分量，根據(jù)懸浮間隙微分信號和加速度積分信號，推導(dǎo)軌道振動的速度信號，從軌道振動速度信號中提取軌道振動特征，將振動特征引入到阻尼計算中，形成自適應(yīng)阻尼計算方法，從而在懸浮磁鐵兩端的控制率計算中進行自適應(yīng)調(diào)整，實現(xiàn)對軌道振動的自適應(yīng)抑制。

第一方面，本發(fā)明的上述發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)：

一種自適應(yīng)式抑制磁懸浮系統(tǒng)軌道振動的方法，磁懸浮系統(tǒng)，包括至少一個間隙傳感器和相應(yīng)數(shù)量的加速度傳感器，分別用于檢測間隙信號、加速度信號，對各間隙信號、各加速度信號分別進行處理，得到各間隙第一信號、各加速度第一信號，并推導(dǎo)軌道振動的速度信號，提取軌道振動特征，在懸浮磁鐵的阻尼計算中，引入自適應(yīng)機制，根據(jù)自適應(yīng)的阻尼計算懸浮磁鐵兩端的控制率，對懸浮磁鐵的兩端采用相同的控制率進行控制。

本發(fā)明進一步設(shè)置為：設(shè)置微分傳遞函數(shù)，對各間隙信號分別進行微分處理，得到各間隙第一信號。

本發(fā)明進一步設(shè)置為：采用兩個慣性環(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分別表示兩個慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)；s表示微分。

本發(fā)明進一步設(shè)置為：設(shè)置具有隔直功能的積分傳遞函數(shù)，對各加速度信號分別進行積分處理，得到各加速度第一信號。

本發(fā)明進一步設(shè)置為：為了濾除加速度信號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。