[发明专利]用于电动斥力型磁浮轨道的自导直线推进构造的悬浮力扰动控制方法

权利要求书

1.一种用于电动斥力型磁浮轨道的自导直线推进构造的悬浮力扰动控制方法，所述电动斥力型磁浮轨道的自导直线推进构造包括车体（1），悬浮转向架（2），板式电动斥力式悬浮装置（3），支撑轮（4），混凝土轨道（6），直线推进系统及控制器；所述板式电动斥力式悬浮装置（3）由励磁部分（3A）和反应板部分（3B）组成，其中的励磁部分3A安装在悬浮转向架（2）上，反应板部分（3B）安装在混凝土轨道（6）内；所述直线推进系统为自导向直线推进装置（5）；自导向直线推进装置为空芯直线永磁同步电机，沿混凝土轨道（6）延伸方向预埋若干有源零磁通线圈链（8）作为其定子，直线型永磁Halbach阵列（7）刚性连接在悬浮转向架（2）的正下方作为其动子；有源零磁通线圈链（8）与直线型永磁Halbach阵列（7）之间具有机械气隙（9）；所述有源零磁通线圈链（8）由顺轨而铺的零磁通线圈构成，零磁通线圈为“8”字形绕组结构：由右线圈（11）和左线圈（11'）两个N匝方形空芯线圈组成，导线沿右线圈空芯顺时针绕N匝后再绕左线圈空芯逆时针绕N匝；所有零磁通线圈等距沿着列车运行方向铺设在轨道上，并以三相电机绕组规律进行连接，使零磁通线圈具有驱动功能；其特征在于：

当列车运行于较低速度时，通过实时调整定子轨道的有源零磁通线圈链（8）中的直轴电流I_d，以达到消除列车由于横向偏移带来垂向悬浮力扰动的目的；

调整的控制手段为：永磁直线同步电机的动子处安装相应传感器在列车运行的过程中实时监测车载永磁动子的速度与位置，以及地面三相驱动电流的信号，并将检测得到的信号传给控制器使用；动子的位置信号包括运行位置θ_m和动子偏移中心距L_m，其中运行位置θ_m用于控制器坐标变换使用，动子偏移中心距L_m则用于产生给定直轴电流；对于速度-位置控制外环，传感器检测到的运行速度信号V_m与给定速度值V_ref进行对比，差值信号经过速度控制器后得到交轴给定电流I_{q_ref}；传感器检测到的动子偏移中心距L_m则与0进行对比并将差值信号经过垂向力控制器后得到直轴给定电流I_{d_ref}；对于电流控制内环，传感器检测到驱动线圈的三相电流并通过Park变换将三相电流转换为两相旋转电流实际值I_d、I_q，旋转两相实际电流I_d、I_q分别与外环控制器得到的两相给定电流I_{q_ref}、I_{d_ref}对比，并将差值信号送给交/直轴电流控制器并得到两相旋转电压给定值U_{q_ref}、U_{d_ref}，通过逆Park-Clark变换后即得到静止两相电压给定值，最后经过空间矢量脉宽调制SVPWM后即得到输出给逆变器的PWM开关信号。

2.如权利要求1所述的用于电动斥力型磁浮轨道的自导直线推进构造的悬浮力扰动控制方法，其特征在于，所述垂向力控制器为一优选值数据库，根据零磁通线圈构成的空芯直线同步电机的结构参数进行预先优选设计，将计算或测试提前获取不同速度、不同偏移距离下对应需控制给定直轴电流I_d大小。