[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于感應(yīng)電壓相位翻轉(zhuǎn)的磁懸浮列車(chē)測(cè)速定位的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110795343.1
• 申請(qǐng)日: 2021-07-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113428189B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫傳猛;李欣宇;魏宇;馬鐵華;裴東興;靳鴻;許瑞嘉;王沖;張艷兵;王燕;崔建峰;崔春生;陳昌鑫;豐雷;武志博;王宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B61L25/02
• 分類(lèi)號(hào): B61L25/02;B60L13/04
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于感應(yīng)電壓相位翻轉(zhuǎn)的磁懸浮列車(chē)測(cè)速定位的方法，包括：步驟S1，在磁懸浮列車(chē)車(chē)頭位置上布置測(cè)速定位裝置；步驟S2，采集兩個(gè)感應(yīng)線(xiàn)圈所測(cè)得信號(hào)；步驟S3，對(duì)采集到的兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行降噪處理；步驟S4，將經(jīng)過(guò)降噪處理的信號(hào)轉(zhuǎn)換為周期為T(mén)數(shù)字脈沖信號(hào)；步驟S5，根據(jù)所得到數(shù)字脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)數(shù)字脈沖信號(hào)的周期以及軌道兩側(cè)的電磁體與磁懸浮列車(chē)的超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的直徑大小，最終計(jì)算出磁懸浮列車(chē)的實(shí)時(shí)速度。本發(fā)明方法便于理解，操作簡(jiǎn)單，成本較低，并且在本方法中磁懸浮列車(chē)的速度作為一個(gè)狀態(tài)變量在計(jì)算過(guò)程中連續(xù)輸出，相較于傳統(tǒng)的測(cè)速定位方法，提高了速度檢測(cè)結(jié)果的分辨率和精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁懸浮列車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于感應(yīng)電壓相位翻轉(zhuǎn)的磁懸浮列車(chē)測(cè)速定位的方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前包括高速磁浮和低速磁浮兩種類(lèi)型的常導(dǎo)磁浮列車(chē)技術(shù)已日漸成熟，并且都投入了商業(yè)運(yùn)營(yíng)。為了高速運(yùn)動(dòng)中的磁懸浮列車(chē)實(shí)現(xiàn)高效準(zhǔn)確的自動(dòng)運(yùn)行控制、緊急制動(dòng)、自動(dòng)停車(chē)等功能，對(duì)列車(chē)的精準(zhǔn)速度測(cè)試提出了非常高標(biāo)準(zhǔn)的要求。

磁懸浮列車(chē)的動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)主要依靠于安置于軌道兩側(cè)的電磁體對(duì)安置于列車(chē)上的超導(dǎo)磁體的磁力互斥作用。由于磁懸浮列車(chē)主要依靠于電磁原理來(lái)驅(qū)動(dòng)，使得磁懸浮列車(chē)的測(cè)速定位系統(tǒng)與傳統(tǒng)列車(chē)的測(cè)速定位系統(tǒng)不同?，F(xiàn)有的磁懸浮列車(chē)測(cè)速定位方法主要依靠計(jì)數(shù)軌枕的測(cè)速定位以及長(zhǎng)定子齒槽檢測(cè)的測(cè)速定位。計(jì)數(shù)軌枕的測(cè)速方法由于軌枕的寬度可能存在些許偏差，因此利用該方法測(cè)得的列車(chē)位置信息是相對(duì)的，其測(cè)量誤差會(huì)隨著時(shí)間的推移而累加，需要每隔一定距離對(duì)列車(chē)的位置進(jìn)行修正；基于長(zhǎng)定子齒槽檢測(cè)的測(cè)速定位方法，定位精度只有一個(gè)齒槽周期的長(zhǎng)度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到實(shí)際工程要求，并且，大約每隔7~8m就會(huì)出現(xiàn)寬度約為一個(gè)齒槽周期的軌道接縫，當(dāng)車(chē)載位置傳感器經(jīng)過(guò)該接縫時(shí)，其接收到的信號(hào)會(huì)受到一定的干擾，給列車(chē)位置的計(jì)算造成較大的誤差，使定位精度降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提出一種新的基于感應(yīng)電壓相位翻轉(zhuǎn)的磁懸浮列車(chē)測(cè)速定位的方法，用以解決現(xiàn)有測(cè)速定位方法中存在的一些問(wèn)題，該方法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，易于操作以及安裝，在測(cè)量時(shí)可以有效的降低外界干擾所造成的誤差，提高測(cè)量精度，并且可以有效的增強(qiáng)速度的實(shí)時(shí)性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種基于感應(yīng)電壓相位翻轉(zhuǎn)的磁懸浮列車(chē)測(cè)速定位的方法，包括以下步驟：

步驟S1、在磁懸浮列車(chē)車(chē)頭位置上布置測(cè)速定位裝置；所述測(cè)速定位裝置包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及數(shù)據(jù)顯示模塊；數(shù)據(jù)采集模塊為安裝于磁懸浮列車(chē)與軌道之間間隙處的兩個(gè)感應(yīng)線(xiàn)圈。

步驟S2、在磁懸浮列車(chē)發(fā)動(dòng)后，兩個(gè)感應(yīng)線(xiàn)圈隨列車(chē)進(jìn)行相同速度的運(yùn)動(dòng)。在列車(chē)發(fā)動(dòng)時(shí)，軌道兩端的電磁體為了驅(qū)動(dòng)列車(chē)前進(jìn)，將與列車(chē)的超導(dǎo)磁體發(fā)生互斥與吸引作用，產(chǎn)生數(shù)組由兩個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度相同且方向相反的磁場(chǎng)區(qū)域。兩個(gè)感應(yīng)線(xiàn)圈通過(guò)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生了周期性變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，采集兩個(gè)感應(yīng)線(xiàn)圈所測(cè)得信號(hào)。

步驟S3、對(duì)采集到的兩個(gè)信號(hào)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）傳入數(shù)據(jù)處理模塊，并對(duì)所采集的信號(hào)進(jìn)行初步降噪處理，以消除其中的干擾噪聲信號(hào)。

步驟S4、將經(jīng)過(guò)降噪處理的信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊轉(zhuǎn)換為周期為T(mén)的數(shù)字脈沖信號(hào)。

步驟S5，將所得到數(shù)字脈沖信號(hào)通過(guò)測(cè)速定位算法進(jìn)行計(jì)算，最終計(jì)算出磁懸浮列車(chē)的實(shí)時(shí)速度，并將其顯示于數(shù)據(jù)顯示器中。

進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟S1中，兩個(gè)感應(yīng)線(xiàn)圈為平行于軌道、結(jié)構(gòu)、匝數(shù)以及纏繞方向完全相同的獨(dú)立線(xiàn)圈，在理想情況下兩線(xiàn)圈的敏感度和阻抗特性相同，兩線(xiàn)圈間距m為由軌道兩側(cè)的電磁體與磁懸浮列車(chē)的超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的直徑L的一半。

進(jìn)一步優(yōu)選的，數(shù)據(jù)處理模塊由跟隨電路、比例放大電路、濾波電路、過(guò)零比較器、異或處理電路、低通濾波電路、滯環(huán)比較電路組成。