[车辆工程与测控]磁浮列车悬浮状态数据采集系统设计与实现

磁浮列车的舒适性和安全可靠性主要取决于车辆的悬浮控制系统,悬浮控制系统是磁浮列车的关键部件之一。设计了一种中低速磁浮列车悬浮状态数据采集系统,该系统独立于列车悬浮控制器,数据采集器固定在磁浮列车底部悬浮架上,不影响行车安全,能实现对悬浮电流、电磁铁温度、悬浮间隙、悬浮架振动加速度和传感器信号等数据的采集和分析,为研究悬浮控制系统对线路条件、车辆动静态载荷、极端气候的适应性以及悬浮控制设备的可靠性提供了基础研究数据。     

磁浮列车悬浮状态数据采集系统设计与实现

磁浮列车的舒适性和安全可靠性主要取决于车辆的悬浮控制系统,悬浮控制系统是磁浮列车的关键部件之一。设计了一种中低速磁浮列车悬浮状态数据采集系统,该系统独立于列车悬浮控制器,数据采集器固定在磁浮列车底部悬浮架上,不影响行车安全,能实现对悬浮电流、电磁铁温度、悬浮间隙、悬浮架振动加速度和传感器信号等数据的采集和分析,为研究悬浮控制系统对线路条件、车辆动静态载荷、极端气候的适应性以及悬浮控制设备的可靠性提供了基础研究数据。     

高速磁悬浮列车悬浮间隙信号处理研究

齿槽效应是高速磁浮列车悬浮控制系统悬浮间隙检测面临的一个特殊的问题,它直接影响悬浮控制系统的性能.为减弱齿槽效应,建立了高速磁悬浮列车间隙传感器齿槽效应的模型,提出了利用相邻传感器的数据融合来抑制齿槽效应的方法,并通过两种补偿算法对悬浮间隙传感器的齿槽效应进行补偿.实验结果表明,经过补偿后的传感器输出信号能够满足悬浮控制系统的要求.     

对悬浮控制系统数字化软件设计的探讨

常导中低速磁浮列车的悬浮控制系统的设计和调试,决定了列车研制的最终性能和技术集成的成败。该系统的研制经历了模拟化和数字化的两个阶段,分别取得了成果,实现了多型试验列车的成功运行。但是,研制的过程中也曾出现过一系列的不足和问题,为研制商品化的运营列车,积累了宝贵的设计经验和技术储备,从而为数字化悬浮控制系统的设计,提出了探索性的意见。     

基于组合模型的悬浮间隙传感器齿槽效应补偿

齿槽效应是影响高速磁浮列车悬浮控制系统稳定性的重要因素,分析了悬浮间隙传感器齿槽效应产生机理,提出采用组合预测的方法建立传感器齿槽特性逆模型进行齿槽误差补偿,根据传感器齿槽特性分别建立RBF神经网络和LS-SVM齿槽补偿系统模型,通过齿槽位置检测线圈提供的补偿参考信号对传感器进行齿槽误差补偿。仿真结果表明组合模型能够较好地拟合齿槽逆特性,组合补偿模型的输出不受齿槽位置的影响,全量程最大误差为0.09 mm,在工作间隙范围内误差小于0.06 mm,且组合模型的补偿误差优于单一RBF或LS-SVM补偿效果,该方法可以有效地消除齿槽效应并提高传感器的检测精度,补偿后的传感器能够满足高速磁浮车悬浮控制系统运行要求。     

中低速磁浮列车悬浮间隙传感器所处环境空间电磁干扰的研究

中低速磁浮列车悬浮间隙传感器所处环境周围存在着多种电磁干扰,特别是悬浮磁场的漏磁和车辆运行时磁浮轨道感应产生的端部涡流磁场,这些磁场有可能通过检测线圈的耦合进入传感器的电路,影响悬浮间隙的检测。文中研究了这两种电磁干扰,在单磁铁模块模型的瞬态磁场仿真基础上,分析认为它们是一种低频干扰,并从屏蔽和滤波2个方面提出了解决方法。基于传感器检测频率与干扰频率的差异性,设计了一种FIR高通滤波器,仿真结果表明其抑制干扰效果良好。     

基于信号比较的磁浮列车悬浮系统加速度计故障诊断

主要研究了磁浮列车悬浮系统加速度传感器的故障诊断问题.由于悬浮系统模型难以精确建立,因此采用了基于信号比较的故障诊断方法.提出将冗余的间隙传感器微分信号与加速度积分信号进行比较,采用贝叶斯决策理论为比较结果设计阈值以判断是否发生故障.针对微分信号难于提取的问题,提出采用非线性离散跟踪微分器来提取间隙微分信号,以降低由微分导致的噪声,并与传统线性微分器的效果进行了比较.最后提出了在加速度计故障之后采用间隙微分信号进行反馈的容错方案并进行了实验验证.     

悬浮控制参数对磁浮车辆与道岔梁耦合振动的影响分析

建立了包含PID悬浮控制系统的两节编组磁浮列车动力学模型和细致的道岔梁有限元模型,仿真分析了不同悬浮控制参数条件下磁浮列车以30 km/h通过道岔梁时的动力学响应.仿真结果表明,间隙反馈系数取值偏小时,电磁铁悬浮间隙的波动幅值较大,不利于行车安全;增大间隙反馈系数,电磁悬浮系统的特征频率逐渐接近道岔梁的一阶垂弯模态频率...     

中低速磁浮列车悬浮磁铁特性研究

悬浮磁铁是中低速磁浮列车运行的关键部件,其工作特性直接影响悬浮系统的控制精度和稳定性。使用有限元分析软件ANSYS对中低速磁浮列车悬浮电磁铁的磁场进行静态分析,验证有限元模型的准确性;根据悬浮列车运行中存在的电流情况,分析悬浮电磁铁瞬态磁场,获得瞬态电流变化下悬浮电磁铁悬浮力,磁通密度和能量损失的变化规律;基于不同斜率的瞬态电流加载,分析了电流斜坡加载斜率与悬浮电磁铁悬浮力,电流斜坡加载斜率与能量损失之间的关系。研究可为磁悬浮列车的悬浮控制和节能设计提供参考。     

EMS磁悬浮列车悬浮间隙传感器关键技术研究

以所研制的磁悬浮列车悬浮间隙传感器样机为背景，系统介绍了利用电涡流效应测量悬浮电磁铁和轨道间隙的原理、间隙传感器各部分组成。通过选用特殊的谐振电路和采取其他措施，解决了在线圈谐振和信号解调方面存在的关键问题。测试结果表明样机具备了测量间隙的基本功能，并且在常用测量段范围内有较好的线性度。