[发明专利]一种基于感应电压相位翻转的磁悬浮列车测速定位的方法

说明书

本发明公开了一种基于感应电压相位翻转的磁悬浮列车测速定位的方法，包括：步骤S1，在磁悬浮列车车头位置上布置测速定位装置；步骤S2，采集两个感应线圈所测得信号；步骤S3，对采集到的两个信号进行降噪处理；步骤S4，将经过降噪处理的信号转换为周期为T数字脉冲信号；步骤S5，根据所得到数字脉冲信号进行计算，通过数字脉冲信号的周期以及轨道两侧的电磁体与磁悬浮列车的超导磁体产生的磁场的直径大小，最终计算出磁悬浮列车的实时速度。本发明方法便于理解，操作简单，成本较低，并且在本方法中磁悬浮列车的速度作为一个状态变量在计算过程中连续输出，相较于传统的测速定位方法，提高了速度检测结果的分辨率和精度。

技术领域

本发明涉及磁悬浮列车技术领域，具体为一种基于感应电压相位翻转的磁悬浮列车测速定位的方法。

背景技术

当前包括高速磁浮和低速磁浮两种类型的常导磁浮列车技术已日渐成熟，并且都投入了商业运营。为了高速运动中的磁悬浮列车实现高效准确的自动运行控制、紧急制动、自动停车等功能，对列车的精准速度测试提出了非常高标准的要求。

磁悬浮列车的动力推进系统主要依靠于安置于轨道两侧的电磁体对安置于列车上的超导磁体的磁力互斥作用。由于磁悬浮列车主要依靠于电磁原理来驱动，使得磁悬浮列车的测速定位系统与传统列车的测速定位系统不同。现有的磁悬浮列车测速定位方法主要依靠计数轨枕的测速定位以及长定子齿槽检测的测速定位。计数轨枕的测速方法由于轨枕的宽度可能存在些许偏差，因此利用该方法测得的列车位置信息是相对的，其测量误差会随着时间的推移而累加，需要每隔一定距离对列车的位置进行修正；基于长定子齿槽检测的测速定位方法，定位精度只有一个齿槽周期的长度，远远无法达到实际工程要求，并且，大约每隔7~8m就会出现宽度约为一个齿槽周期的轨道接缝，当车载位置传感器经过该接缝时，其接收到的信号会受到一定的干扰，给列车位置的计算造成较大的误差，使定位精度降低。

发明内容

本发明目的在于提出一种新的基于感应电压相位翻转的磁悬浮列车测速定位的方法，用以解决现有测速定位方法中存在的一些问题，该方法设计简便，易于操作以及安装，在测量时可以有效的降低外界干扰所造成的误差，提高测量精度，并且可以有效的增强速度的实时性。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于感应电压相位翻转的磁悬浮列车测速定位的方法，包括以下步骤：

步骤S1、在磁悬浮列车车头位置上布置测速定位装置；所述测速定位装置包括数据采集模块、数据处理模块以及数据显示模块；数据采集模块为安装于磁悬浮列车与轨道之间间隙处的两个感应线圈。

步骤S2、在磁悬浮列车发动后，两个感应线圈随列车进行相同速度的运动。在列车发动时，轨道两端的电磁体为了驱动列车前进，将与列车的超导磁体发生互斥与吸引作用，产生数组由两个磁场强度相同且方向相反的磁场区域。两个感应线圈通过在磁场中运动，产生了周期性变化的感应电动势，采集两个感应线圈所测得信号。

步骤S3、对采集到的两个信号（感应电动势）传入数据处理模块，并对所采集的信号进行初步降噪处理，以消除其中的干扰噪声信号。

步骤S4、将经过降噪处理的信号经过数据处理模块转换为周期为T的数字脉冲信号。

步骤S5，将所得到数字脉冲信号通过测速定位算法进行计算，最终计算出磁悬浮列车的实时速度，并将其显示于数据显示器中。

进一步优选的，步骤S1中，两个感应线圈为平行于轨道、结构、匝数以及缠绕方向完全相同的独立线圈，在理想情况下两线圈的敏感度和阻抗特性相同，两线圈间距m为由轨道两侧的电磁体与磁悬浮列车的超导磁体产生的磁场的直径L的一半。

进一步优选的，数据处理模块由跟随电路、比例放大电路、滤波电路、过零比较器、异或处理电路、低通滤波电路、滞环比较电路组成。