[发明专利]一种磁浮列车的制动控制方法及装置

说明书

本发明提供了一种磁浮列车的制动控制方法及装置，上述磁浮列车通过长定子同步直线电机牵引和制动，上述制动控制方法包括：确定磁浮列车的初始制动距离；根据长定子同步直线电机的定子段换步方法选择性地对初始制动距离进行补偿以确定参考制动距离；根据参考制动距离确定参考制动曲线；以及根据参考制动曲线与预设的限速曲线实时确定当前位置的参考速度，以对磁浮列车的制动进行控制。本发明还提供了用以实现上述制动控制方法的装置。根据本发明所提供的磁浮列车的制动控制方法及装置，解决了磁浮列车运行过程中由于动力变化所引发的运行控制不确定的问题，尤其是在控制列车制动的过程中，能够保证列车的精确制动，符合限速要求，实现精确停车。

技术领域

本发明涉及列车控制领域，尤其涉及由长定子直线电机提供牵引/制动力的磁浮列车的控制。

背景技术

磁悬浮列车是一种新型的轨道交通运输工具，利用电磁吸力或斥力来实现列车的悬浮和牵引。磁悬浮列车因为本身的悬浮特性与地面不接触，相比起传统的轮轨列车具有不受速度限制的优势，其最高速度可达(1000kM/h)以上。此外，磁悬浮列车还具有能耗小、运行维护简单方便等特点。使用长定子同步直线电机驱动磁悬浮列车运动是中高速磁浮列车的关键技术之一，研究高速磁悬浮牵引控制系统对于中高速磁浮列车应用有着重要的现实意义。

常导型高速磁浮系统是以长定子同步直线电机来牵引和制动的，在长定子线路布置的磁浮线路上，列车为电机的转子，其牵引系统布置在地面，其驱动电机的直线电机的定子部分安装在轨道线路中。为了减少电机损耗，设计时将轨道上的定子划分为多个定子段，当列车在不同的定子段上运行时，需要在不同的定子段间切换，也就是说，定子段按照列车的移动连接或断开变流器，以产生牵引力控制列车运行，实现电机运行的牵引和制动。根据磁浮线路牵引设计的不同，线路上的牵引系统通常通过电缆将定子段与变流器进行适当的连接，实现多个变流器向定子段供电，实现连续地牵引列车。其布置和连接方式包括：两步法、三步法、蛙跳法等。

其中，对于两步法，定子段交错布置且不串联，其同时与两个或四个变流器相连。其在换步过程中牵引力会下降到换步前的50％。请参考图1A，图1A示出了采用两步法进行定子段换步过程中的电流(可以体现牵引力)与时间的关系。

对于三步法，定子段交错布置且不串联，其同时与三个或六个变流器相连。其在换步过程中牵引力不会下降。请参考图1B，图1B示出了采用三步法进行定子段换步过程中的电流(可以体现牵引力)与时间的关系。

对于蛙跳法，定子段不交错且串联在一起，其同时与两个或四个变流器相连。其在换步过程中牵引力不会下降。请参考图1C，图1C示出了采用蛙跳法进行定子段换步过程中的电流(可以体现牵引力)与时间的关系。

也就是说，可以认为存在具有换步动力损失和不具有换步动力损失的两类换步方法。虽然类似于两步法的换步方法存在动力损失，但是两步法仍然存在接线节俭，硬件成本降低以及便于控制的优点。因此，现有的磁浮列车的定子段仍存在采用两步法实现定子段换步的情况。

当采用类似两步法的换步方法进行换步时，因其是在同一变流器供电下的切换，其相邻定子段之间必须在当前的定子段中的电流降低为零后才能切换到下一定子段，即前方的定子段开关再闭合，电流由零上升到所设定的值。在此过程中，牵引系统所生成的牵引力也存在减小和增大过程，因此存在切换过程中的动力损失。如果在列车需要减速制动的过程中存在定子段的换步，则按照两步法的换步方法，因电流下降，所产生的制动力减小，将导致列车超速运行或停车时冲标(即冲过预定的停车点)，容易造成危险，带来行车安全隐患。

有鉴于此，亟需要一种更为精准的磁浮列车的制动控制方法，能够避免由于不同的换步方法所引起动力损失导致的列车超速运行或停车冲标的问题，从而能够高效地控制磁浮列车的制动过程，消除行车安全隐患，保证磁浮列车的行车安全。

发明内容