一种应对中低速磁悬浮列车悬浮失稳的控制方法

摘要

本发明公开了一种应对中低速磁悬浮列车悬浮失稳的控制方法，通过预先存储的判定方案，对采集到的悬浮点的运行数据进行判断，以确定该悬浮点是否发生悬浮失稳，如果该悬浮点悬浮失稳，则其控制器向同一悬浮架其它控制器发送悬浮失稳信号和同步降落信号；当接收到悬浮失稳信号和同步降落信号后，各悬浮点的控制器同步动作使得整个悬浮架降落；对悬浮架的所有控制器重新配置运行参数，使悬浮架恢复正常悬浮状态。本控制方法可使中低速磁悬浮列车在发生悬浮失稳时，无需整车紧急制动，因此对于轨道的磨损影响较小，且不影响其它车厢以及其它悬浮架的正常运行。

说明书

技术领域

本发明涉及磁悬浮技术领域，特别是涉及一种应对中低速磁悬浮 列车悬浮失稳的控制方法。

背景技术

悬浮系统是中低速磁悬浮列车的核心部件，是保障列车正常运行 的基础。在列车运行过程中，由于道岔、轨道缝隙、曲线轨道、侧向 风、负载变化以及某些未知因素的综合影响，列车可能出现单点或多 点悬浮失稳现象，此时，悬浮电磁铁与轨道会剧烈撞击，严重影响车 辆和轨道的寿命，甚至可能损坏列车的重要部件而发生事故。

在出现悬浮失稳时，现有的应对措施是及时采取紧急制动，并发 送降落指令，待车辆静止并稳定后，再发送起浮指令，控制整车起浮。 然而由于紧急制动，需要使整车降落和停车，对轨道的磨损非常严重， 且由于惯性较大危及乘客人身安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种应对中低速磁悬浮列车悬浮失稳的控 制方法，用于在发生悬浮失稳时，控制悬浮架降落并重新恢复稳定悬 浮。

为解决上述技术问题，本发明提供一种应对中低速磁悬浮列车悬 浮失稳的控制方法，通过试验获取发生悬浮失稳时悬浮点的异常数据， 得出悬浮失稳的判定方案，并将所述判定方案存储于悬浮点的控制器 中；之后包括：

采集各悬浮点的运行数据；

通过所述判定方案判断所述运行数据是否表征该悬浮点发生悬 浮失稳；

在所述运行数据表征该悬浮点发生悬浮失稳的情况下，向发生悬 浮失稳的悬浮点所在悬浮架的其它控制器发送悬浮失稳信号和同步降 落信号；

接收所述悬浮失稳信号和所述同步降落信号；

同步降落所述悬浮架；

为所述悬浮架的所有控制器重新配置运行参数，使所述悬浮架恢 复正常悬浮状态。

优选的，所述同步降落所述悬浮架进一步为：

经预设延时时间后同步降落所述悬浮架。

优选的，所述预设延时时间为70ms。

优选的，所述通过所述判定方案判断所述运行数据是否表征该悬 浮点发生悬浮失稳具体包括：

判断所述运行数据中的悬浮间隙是否超过悬浮间隙阈值；

判断所述运行数据中的悬浮电磁铁的垂向速度是否超过垂向速 度阈值；

判断所述运行数据中的悬浮电磁铁的垂向加速度是否超过垂向 加速度阈值；

在所述悬浮点的悬浮间隙超过所述悬浮间隙阈值、所述悬浮点处 的悬浮电磁铁的垂向速度超过所述垂向速度阈值，且所述悬浮点处的 悬浮电磁铁的垂向加速度超过所述垂向加速度阈值时，判断所述运行 数据表征该悬浮点发生悬浮失稳。

优选的，所述同步降落所述悬浮架进一步为：

控制输出电流或电压为零。

优选的，所述悬浮架上的悬浮点为4个，所述悬浮架上的悬浮点 控制器为4个；或所述悬浮架上的悬浮点为4个，所述悬浮架上的悬 浮点控制器为2个。

优选的，所述采集各悬浮点的运行数据的周期为100ms。

本发明所提供的应对中低速磁悬浮列车悬浮失稳的控制方法，通 过预先存储的判定方案，对采集到的悬浮点的运行数据进行判断，以 确定该悬浮点是否发生悬浮失稳，如果该悬浮点悬浮失稳，则其控制 器向同一悬浮架其它控制器发送悬浮失稳信号和同步降落信号；当接 收到悬浮失稳信号和同步降落信号后，各悬浮点的控制器同步动作使 得整个悬浮架降落；对悬浮架的所有控制器重新配置运行参数，使悬 浮架恢复正常悬浮状态。本控制方法可使中低速磁悬浮列车在发生悬 浮失稳时，无需整车紧急制动，因此对于轨道的磨损影响较小，且不 影响其它车厢以及其它悬浮架的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用 的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动 的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明提供的一种应对中低速磁悬浮列车悬浮失稳的控制 方法的流程图；

图2为本发明提供的一种悬浮架控制系统结构示意图；

图3为本发明提供的另一种悬浮架控制系统结构示意图；

图4为本发明提供的一种悬浮点发生悬浮失稳的判断方法的流程 图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方 案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部 分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其它实施例， 都属于本发明保护范围。

本发明的核心是提供一种应对中低速磁悬浮列车悬浮失稳的控 制方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图 和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明提供的一种应对中低速磁悬浮列车悬浮失稳的控制 方法的流程图。

S10：通过试验获取发生悬浮失稳时悬浮点的异常数据，得出悬 浮失稳判定方案，并将所述判定方案存储于悬浮点的控制器中；

之后还包括：

S11：采集各悬浮点的运行数据；

S12：判断所述运行数据是否表征该悬浮点发生悬浮失稳；

S13：在所述运行数据表征该悬浮点发生悬浮失稳的情况下，向 发生悬浮失稳的悬浮点所在悬浮架的其它控制器发送悬浮失稳信号和 同步降落信号；

S14：接收所述悬浮失稳信号和所述同步降落信号；

S15：同步降落所述悬浮架；

S16：为所述悬浮架的所有控制器重新配置运行参数，使所述悬 浮架恢复正常悬浮状态。

为了更加清楚描述本实施的方法，本发明给出具体的应用场景。 图2为本发明提供的一种悬浮架控制系统结构示意图。

磁悬浮列车通常包括多节车厢，每个车厢包括5个悬浮架，每个 悬浮架包括悬浮电磁铁模块A和悬浮电磁铁模块B。每个悬浮电磁铁 模块分有两个悬浮点：悬浮点1、悬浮点2、悬浮点3和悬浮点4。每 个悬浮点均配有各自的控制器，如图2所示，控制器1、控制器2、控 制器3和控制器4。各个控制器之间具有通信线路20能够相互通信。 由于悬浮架的各悬浮点之间是机械耦合，因此当一个悬浮点出现悬浮 失稳时，会直接影响同一个悬浮架上其它悬浮点的稳定性。因此，在 列车运行时，需要各悬浮点的控制器采集各悬浮点的运行数据，以此 判断当前悬浮点是否发生悬浮失稳。

通过试验获取发生悬浮失稳时悬浮点的异常数据，得出悬浮失稳 的判定方案，并将所述判定方案存储于控制器1、控制器2、控制器3 和控制器4中。各控制器能够根据预先存储的判断方案对采集到的悬 浮点的运行数据进行分析和处理，从而判断运行数据是否表征该悬浮 点发生悬浮失稳。控制器对采集到的悬浮点的运行数据进行判断，当 判断出运行数据表征悬浮点悬浮失稳时，则向其所在的悬浮架上的其 它控制器发送悬浮失稳信号和同步降落信号。例如，控制器1判断出 悬浮点1发生悬浮失稳，则向控制器2、控制器3和控制器4发送悬 浮失稳信号和同步信号。当控制器2、控制器3和控制器4接收到悬 浮失稳信号和同步信号后，4个控制器同步使整个悬浮架降落。当悬 浮架降落后，为了尽快使降下的悬浮架恢复至正常运行状态，在悬浮 架降落后，为悬浮架重新配置运行参数，例如，使各控制器重新启动。 当对悬浮架重新配置运行参数后，使得该悬浮架的各个悬浮点同步起 浮，最终该悬浮架恢复正常悬浮状态，列车正常运行。

本实施例提供的应对中低速磁悬浮列车悬浮失稳的控制方法，能 够在一个悬浮点悬浮失稳时，降下该悬浮点所在的悬浮架，无需紧急 制动整个列车，也不需要停车，反应速度快，能够避免列车长时间剧 烈震动。

图3为本发明提供的另一种悬浮架控制系统结构示意图。该图中 控制器5控制悬浮点1和悬浮点2，其中悬浮点1和悬浮点2为悬浮 电磁铁模块A的两个悬浮点；控制器6控制悬浮点3和悬浮点4，其 中悬浮点3和悬浮点4为悬浮电磁铁模块B的两个悬浮点。由于图3 和图2是两个具体的应用场景，二者的应对悬浮失稳的控制方法相同， 这里暂不赘述。

需要说明的是，图2和图3仅是一个具体的应用场景，不代表只 能应用这种结构的悬浮架控制系统，这里只是为了方便说明本实施例 的具体方法。

在同一个悬浮架的四点中，如果只控制发生悬浮失稳的一点或两 点单独降落后再起浮，列车载荷会出现偏载现象，当乘客较多时，起 伏间隙较大，所需起浮电流可能超过最大允许电流，从而导致单点或 两点无法正常起浮。作为一种优选的方案，所述悬浮架上的悬浮点为 4个，所述悬浮架上的悬浮点控制器为4个；或所述悬浮架上的悬浮 点为4个，所述悬浮架上的悬浮点控制器为2个。

当悬浮点为4个，控制器为4个时，一个控制器控制一个悬浮点， 如图2所示；当悬浮点为4个，控制器为2个时，一个控制器控制一 侧的两个悬浮点，如图3所示。同一个悬浮架上的各控制器相互通信， 通过将同一个悬浮架上的4个悬浮点同时降落和同时起浮，能够保证 各悬浮点平均分担载荷，确保悬浮失稳的悬浮架在强制降落后，能够 正常起浮。

在具体实施中，控制悬浮架降落的方式有多种，作为一种优选的 实施方式，所述同步降落所述悬浮架进一步为：控制输出电流或电压 为零。

当控制器的控制输出电流或电压为零后，与其连接的悬浮点就降 下，因为控制器是同步进行控制的，因此，悬浮架能够同步降落。

在具体实施中，控制器发送悬浮失稳信号和同步信号后，为了能 够确保同步降落，因此，作为一种优选方案，所述同步降落所述悬浮 架进一步为：经预设延时时间后同步降落所述悬浮架。该预设延时间 可以根据实际情况设定，所述预设延时时间为70ms。

经预设延时时间后同步降落能够保证磁悬浮列车的稳定性和可 靠性。

需要说明的是，本优选方案只是具体实施方式中的一种，并不代 表只能是70ms，该延时时间可以根据实际情况设定。

列车运行过程中，如果实时采集各悬浮点的运行数据，则导致控 制器的负荷较大，如果采集运行数据的周期太长，则可能导致悬浮点 已经悬浮失稳，但是没有及时判断出来，作为一种优选方式，所述采 集各悬浮点的运行数据的周期为100ms。

需要说明的是本优选方式只是具体实施方式中的一种，并不代表 只有这一种方式，该周期可以根据实际情况设定。

图4为本发明提供的一种悬浮点发生悬浮失稳的判断方法的流程 图。所述判断所述运行数据是否表征该悬浮点发生悬浮失稳具体包括：

S40：判断所述运行数据中的悬浮间隙是否超过悬浮间隙阈值；

S41：判断所述运行数据中的悬浮电磁铁的垂向速度是否超过垂 向速度阈值；

S42：判断所述运行数据中的悬浮电磁铁的垂向加速度是否超过 垂向加速度阈值；

S43：在所述悬浮点的悬浮间隙超过所述悬浮间隙阈值、所述悬 浮点处的悬浮电磁铁的垂向速度超过所述垂向速度阈值，且所述悬浮 点处的悬浮电磁铁的垂向加速度超过所述垂向加速度阈值时，判断所 述运行数据表征该悬浮点发生悬浮失稳。

当列车未发生悬浮失稳时，各悬浮点的悬浮间隙、悬浮电磁铁的 垂向速度和垂向加速度都有各自的正常数据范围，即悬浮间隙阈值、 垂向速度阈值和垂向加速度阈值。如果某个悬浮点发生悬浮失稳，则 该悬浮点处的悬浮间隙、悬浮电磁铁的垂向速度和垂向加速度都会发 生较大幅度的变化，而超过悬浮间隙阈值、垂向速度阈值和垂向加速 度阈值。当三个变量都超过各自的阈值，则确定该悬浮点发生悬浮失 稳。

以上对本发明所提供的磁悬浮列车悬浮失稳的控制方法进行了 详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了 阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思 想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发 明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和 修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。