[发明专利]一种磁浮列车轨道错台抑制方法

说明书

本发明公开了磁浮列车轨道错台抑制方法，所述方法包括，步骤S100：磁浮列车的左右两组悬浮电磁铁之上分别设置有一个传感器，两个传感器分别实时测量左右两个悬浮电磁铁与轨道之间的间隙；步骤S200：构造传感器探头通过轨道错台时的函数曲线；步骤S300：建立磁浮列车的悬浮模块的系统模型；步骤S400：为悬浮模块的闭环控制方法确定合理的过渡过程；步骤S500：采用步骤S400中的闭环控制方法对磁浮列车的悬浮模块进行控制，使磁浮列车能够平稳地通过轨道错台，有效抑制轨道错台给磁浮列车带来的冲击干扰，提高磁浮列车的悬浮控制性能。

技术领域

本发明涉及磁浮列车领域，尤其涉及磁浮列车轨道错台抑制方法。

背景技术

中低速磁浮列车采用模块化转向架结构，悬浮模块之间基本消除了耦合，因此可以实现悬浮模块在竖直悬浮方向上运动自由，悬浮模块是中低速磁浮列车最基本的悬浮功能单元。如图1所示，一节中低速磁浮列车由10个悬浮模块10组成，整个悬浮模块通过空气弹簧11与车厢20连接。

中低速磁浮列车悬浮模块图2所示，悬浮模块10是刚体结构，两个传感器12分别安装在左右两组悬浮电磁铁13之上，模块内部的两组电磁铁13与轨道相互作用构成悬浮模块的两个悬浮端点。两个控制器分别控制左右两组悬浮电磁铁13，控制器通过传感器12得到电磁铁13的极面与轨道30之间的实时间隙并控制加在电磁铁两端的电压使电磁铁线圈中产生电流，进而产生电磁场；电磁场13与轨道30相互作用，产生电磁吸力；电磁力作用于电磁铁，从而改变模块的运动状态。

为了允许梁在相邻支承梁之间能够延伸，轨道梁的安装将考虑一定的间隙，这被称为轨道接缝。由于轨道接缝的存在，安装精度、温差变化以及桥梁沉降等因素就会导致轨道错台的产生。轨道错台的存在严重影响了中低速磁悬浮列车的悬浮状态，当轨道错台达到一定高度时，列车以一定的速度经过时将引发剧烈振动，甚至导致悬浮系统失稳而崩溃。这对中低速磁浮列车的安全性和可靠性的影响是致命的。轨道错台示意图如图3所示。

为了实现悬浮模块的稳定悬浮，目前采用采用串级控制的思想把悬浮控制系统分解为电流环和位置环两个子系统。如图4所示内环为电流环，外环是位置环。电流环的目的是使电磁铁的电流能够快速响应控制电压的变化，降低系统迟滞；位置环的设计为了保证悬浮间隙稳定跟踪目标悬浮间隙。但是，轨道错台的出现会引发悬浮间隙突变，控制器为了保持悬浮间隙稳定并且按照目标间隙跟踪轨道必须快速调整电磁铁的运动状态，这时电磁铁就会出现剧烈振动。

因此，如何能够使磁浮列车平稳通过轨道错台，有效抑制轨道错台带来的干扰，以提高对磁浮列车的悬浮控制性能成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供磁浮列车轨道错台抑制方法，能够使磁浮列车平稳通过轨道错台，有效抑制轨道错台带来的干扰，以提高对磁浮列车的悬浮控制性能。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

磁浮列车轨道错台抑制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S100：磁浮列车的左右两组悬浮电磁铁之上分别设置有一个传感器，两个传感器分别实时测量左右两个悬浮电磁铁与轨道之间的间隙；

步骤S200：构造传感器探头通过轨道错台时的函数曲线；

步骤S300：建立磁浮列车的悬浮模块的系统模型；

步骤S400：为悬浮模块的闭环控制方法确定合理的过渡过程；

步骤S500：采用步骤S400中的闭环控制方法对磁浮列车的悬浮模块进行控制。

优选地，所述步骤S200中构造传感器探头通过轨道错台时的函数曲线zs(t)为：