[發明專利]一種懸浮電磁鐵運動控制方法、系統及存儲介質

有效

• 申請號: 202110783500.7
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113525099B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 徐俊起;林國斌;宋一鋒;榮立軍;孫友剛
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B60L13/06
• 分類號: B60L13/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

本發明涉及一種懸浮電磁鐵運動控制方法、系統及存儲介質，其中控制方法包括：步驟1：獲取當前時刻懸浮傳感器模塊的采樣數據；步驟2：獲取懸浮電磁鐵橫向加速度的變化值；步驟3：判斷懸浮電磁鐵橫向加速度變化值是否小于預設閾值，若是，則執行步驟4，否則，執行步驟5；步驟4：對懸浮電磁鐵進行被動控制，然后返回步驟1；步驟5：將橫向加速度變化值作為電磁鐵橫向運動速度參量輸入懸浮控制子方法，對懸浮電磁鐵進行主動控制，然后返回步驟1。與現有技術相比，本發明具有有效改善磁浮交通系統的整體無接觸控制性能等優點。

技術領域

本發明涉及磁浮交通系統技術領域，尤其是涉及一種懸浮電磁鐵運動控制方法、系統及存儲介質。

背景技術

EMS型磁浮列車是一種新型的軌道交通運輸工具，具有運行噪聲低、爬坡能力強、轉彎半徑小、安全可靠性高、運營維護成本低、造價低等突出特點。它利用電磁吸力使車體懸浮于軌道之上，磁浮列車與軌道之間保持無接觸狀態，克服了兩者間的接觸磨損，減小了運行阻力。懸浮控制系統是實現車輛懸浮的執行機構，它根據安裝在電磁鐵上的懸浮傳感器傳送過來的懸浮電磁鐵與軌道之間的氣隙以及電磁鐵的垂向運動加速度信號來改變懸浮電磁鐵內部電流的大小，從而調節懸浮電磁鐵與鋼制軌道之間的吸引力，使磁浮列車保持在8～10mm氣隙大小的穩定懸浮狀態。經過幾十年的技術開發，磁浮列車技術已基本成熟，正在逐步走向商業化生產和運營。

目前，如圖1和圖2所示，中低速磁浮列車車輛走行部采用懸浮架結構，懸浮架通過懸浮架托臂2安裝在磁浮列車車廂下端。懸浮架上左右兩側各有一個電磁鐵3，電磁鐵3兩端各裝有一個懸浮傳感器模塊1，懸浮架環抱在“F”形軌道5上，通過懸浮系統在線路上實現無接觸運動。當車輛在高速運動、通過平曲線彎道、或受到較大側向風的時候，由于橫向力的作用，電磁鐵與“F”形軌道產生橫向錯位，此時的電磁鐵懸浮力產生的分力會實現被動橫向導向作用，在一定范圍內會使電磁鐵恢復到與“F”形軌道對齊的位置。但是當受到的橫向力大于電磁鐵懸浮力產生的橫向分力時，電磁鐵無法及時恢復與“F”形軌道對齊的狀態，電磁鐵上的橫向滑撬將與“F”形軌道側面發生接觸，影響系統整體無接觸運行性能。隨著中低速磁浮列車向更高速度領域的擴展，這個問題成為嚴重影響磁浮系統穩定性和速度進一步提高的瓶頸。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種有效改善磁浮交通系統的整體無接觸控制性能的懸浮電磁鐵運動控制方法、系統及存儲介質。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種懸浮電磁鐵運動控制方法，所述的控制方法包括：

步驟1：獲取當前時刻懸浮傳感器模塊的采樣數據；

步驟2：獲取懸浮電磁鐵橫向加速度的變化值；

步驟3：判斷懸浮電磁鐵橫向加速度變化值是否小于預設閾值，若是，則執行步驟4，否則，執行步驟5；

步驟4：對懸浮電磁鐵進行被動控制，然后返回步驟1；

步驟5：將橫向加速度變化值作為電磁鐵橫向運動速度參量輸入懸浮控制子方法，對懸浮電磁鐵進行主動控制，然后返回步驟1。

優選地，所述的懸浮傳感器模塊包括殼體、垂向加速度傳感器、橫向加速度傳感器和間隙探頭；所述的殼體安裝在電磁鐵上；所述的垂向加速度傳感器、橫向加速度傳感器和間隙探頭分別安裝在殼體內。

優選地，所述的步驟2具體為：

對懸浮電磁鐵橫向加速度數據進行高通濾波處理，獲得橫向加速度變化值數據。

優選地，所述的步驟3中的預設閾值為0.1個重力加速度。

優選地，所述的步驟4具體為：

懸浮電磁鐵的橫向加速度由懸浮力的橫向分力自動調節，實現對懸浮電磁鐵的被動控制。