高速悬浮列车车载控制器综合试验台研制

针对新一代高速磁浮列车车载控制器研制、生产、试验期间的测试以及故障诊断需求,本文基于通用化、模块化、标准化设计思想,采用PXI、LXI混合总线以及自动测试程序集(TPS)技术,设计研发了车载控制器综合试验台,并对多型车载控制器进行了功能、性能测试验证。验证结果表明,本试验台设计原理正确、运行稳定可靠、测试结果准确,满足高速磁浮列车车载控制器自动化测试的需要。     

高速磁浮列车蓄电池监控系统

在分析目前高速磁浮列车的车载蓄电池监控上存在问题基础上,提出了一种改进的用于高速磁浮列车的蓄电池监控系统,分析了监控系统的结构、主要技术特点、信号传输流程、具体的蓄电池监控方法以及蓄电池的充放电管理措施.该监控系统可以优化目前蓄电池的监控措施,使监测的蓄电池参数更加全面,提高了蓄电池工作的安全性.     

EMS型高速磁浮列车自适应导向控制器设计

EMS型高速磁浮列车导向系统的工作条件变化范围大,采用一般方法设计的控制器无法在整个工作范围内保持一致的控制性能。为了解决这个问题,研究了自适应导向控制器的设计方法。首先,建立了导向系统的数学模型,通过设计电流环使模型降阶;并分析了导向系统参数的变化原因及特性,在此基础上采用自校正的自适应控制理论,设计了参数自适应的导向控制器。仿真结果表明,该控制器较好地解决了导向系统在整个工作范围内特性不一致的问题。     

高速磁浮列车悬浮间隙传感器的故障检测设计

在高速磁浮列车中,悬浮间隙传感器结构复杂,使用量大,环境温度高,振动较大,传感器易出现故障,因此,维护工作量大;为了解决该问题,提高维护效率,对传感器的振荡电路、信号调理以及通讯等主要环节,分别设计了相位差比较检测、基准信号切换比较以及电平转换比较等电路结构,通过传感器内部测试点与外围检测电路相结合,设计了故障检测系统结构及故障编码;最后进行了部分故障试验验证,达到故障准确定位、降低维护工作强度的目的。     

高速磁浮列车相位检测传感器的设计与实现

为高速磁浮列车设计了一种相位检测传感器,针对实际应用中悬浮间隙波动会影响相位检测的问题,提出了利用采样信号幅值监测悬浮间隙,并依据悬浮间隙对采样信号进行归一化处理来消除间隙波动影响的方法。通过实验证明了该方法的有效性。     

磁浮列车悬浮控制无线调试系统的设计与实现

多控制器控制参数的网络调试是一项复杂耗时的工作,需要在调试过程中反复修改控制参数以达到最佳的控制效果;为了简化调试过程,缩短调试时间,针对磁浮列车所使用的悬浮控制器TMS320F2812,基于RF无线通信技术和CAN总线通信协议,在磁浮列车的悬浮控制调试过程中使用具有片内CAN控制器的单片机P8xC591设计了一种无线调试系统,用于悬浮控制部分的调试及维护并实现了上位机与悬浮控制器的实时数据交流,保证了控制系统控制策略的正确实现,提高了调试工作的效率。     

高速磁浮列车悬浮气隙测量系统的设计

针对长定子直线同步电机驱动的高速磁浮列车,提出了采用特定的立体探头线圈来减弱定子轨道齿槽结构的影响,同时,抑制外界磁场干扰,以实现准确测量悬浮气隙。阐述了基于电感式传感器和现场可编程门阵列(FPGA)信号处理的悬浮间隙测量系统的硬件结构、工作原理及其信号处理方法。试验证明:该设计是可行的,能够满足高速磁浮列车控制系统的要求。     

高速磁浮列车间隙传感器温度漂移的补偿

为了解决检测线圈电阻受温度影响而导致漂移补偿问题,设计分析了高速磁浮列车间隙传感器电路模型,设计补偿线圈,利用差分方式补偿了温度漂移,同时还分析得出了测量间隙对传感器温度灵敏度影响很小的结论,在传感器空载条件下的建立温度漂移修正表,利用该修正表来补偿传感器的温度漂移,通过这些措施,大大提高了间隙位移传感器输出信号的温度稳定性.     

PXI高速信号发生器的设计和实现

本文介绍了一种基于PXI总线的高速信号发生器的设计理论和实现方法,从硬件和软件两个方面详细介绍了系统的设计方法。该平台基于高速数模转换器MAX5887和高性能可编程逻辑器件VIRTEX-4SX35，可以实现500Msps的转换率和14位的分辨率；接口上采用PXI总线技术，采用PCI9054作为接口芯片；软件开发上采用DLL＋API的模式，方便不同用户的定制。     

基于编织算法的复线高速磁浮列车运行图铺画方法

根据高速磁浮线路结构和运行控制系统的特点,建立了复线高速磁浮列车运行图编制模型,设计了编织算法对模型进行求解。该算法严格按照列车在各车站的发车时间顺序,对上、下行列车运行线如同“织毛衣”般交叉铺画,在遇到列车冲突时通过更改列车路由和增加发车间隔等方法予以及时化解,逐步得到整体优化的列车运行图。算例分析表明,该方法优化速度快,能够有效地进行高速磁浮列车运行图的铺画。     

磁浮列车绝对定位系统

介绍了感应式绝对定位系统在磁浮列车上的应用。给出了感应式绝对定位的编解码原理与系统构成，以及使用FP—GA技术实现解码的过程，最后分析了相关的实验结果并展望了磁浮列车定位技术的发展趋势。     

基于模糊综合评估的磁浮列车故障诊断系统

阐述了模糊综合评估方法的基本原理,以CMS-3型磁浮列车为研究对象,在PLC硬件平台上建立了列车故障诊断系统的综合评估模型,并分析了系统故障评估模型诊断结论的正确性.CMS-3型磁浮列车故障诊断系统的成功运行,验证了故障综合评估模型能够有效地对系统故障进行诊断.􀁱     

基于搭接结构的磁浮列车同时镇定容错控制

利用高速磁浮列车搭接结构的冗余机制,采用有理函数稳定因式分解的方法,设计了一种针对典型开环不稳定线性系统的被动容错控制器。利用经典极点配置方法搜索同时镇定问题的解,具体设计了不需繁琐的公式推导和复杂的控制器设计算法。仿真表明,在搭接结构中一个电磁铁组完全失效的情况下,该控制器仍然能够实现搭接结构稳定悬浮。试验结果表明,该控制器对被控对象的参数特性变化具有鲁棒性,对系统故障具有稳定意义上的容错能力。     

EMS型磁浮列车系统滚动稳定性研究

针对EMS型中低速磁浮列车的模块结构决定系统存在垂向、侧向和滚动三自由度、滚动自由度自身不稳定,其稳定性由控制器与防滚结构共同保证的特点,建立了磁浮列车悬浮模块垂向和滚动的两自由度模型,利用劳斯判据判定特征多项式解的分布特性,从而得出了防滚装置参数设定的基本准则,并采用虚拟样机技术验证了该结论的正确性。该方案所获取的防滚弹簧参数下限的结论,为系统调谈提供了参考,对磁悬浮列车技术的逐步成熟有实际意义。     

中低速磁悬浮列车电制动系统的仿真

相对于轮轨列车,磁悬浮列车对舒适度、安全性方面的要求更高,这就要求有一个可靠性很高的制动控制系统。而现在的制动系统以恒定的减速度制动,这会影响乘客的舒适性。理想的制动减速度的变化趋势应该和人的感觉相一致,减速度的值开始时逐渐增大,经过一段匀减速后,减速度的值再逐渐减小。该文初步建立了磁悬浮列车制动系统的模型,外环采用速度反馈,内环采用减速度反馈,分别选择合适的控制器,通过MATLAB仿真,分析仿真结果。结果表明选用的控制器能够达到理想的制动效果,对磁悬浮列车制动系统的工程研究具有一定的参考价值。     

磁悬浮列车车载诊断系统设计

以上海磁浮运营示范线的德国高速磁悬浮列车为背景,以磁悬浮列车的国产化为目的,简要介绍了磁悬浮列车车载诊断系统的软硬件构成;针对车载诊断系统的结构框架、设计方案、功能模块、数据流向等方面进行了分析,设计了基于CAN总线的通信协议、信息安全处理方法以及程序流程;以VB.NET语言作为开发平台,在W indows CE.NET嵌入式操作系统下设计了系统软件;给出了软件的部分代码和注释,阐述了软件的主要设计思想和应用模式,并给出了软件的运行界面和测试结果。     

基于灰色遗传的高速列车速度控制器模型研究

速度控制器是列车自动驾驶系统(ATO)的核心,针对目前尚无研发成熟的速度控制器应用于高速列车的情况,引入灰色系统理论研究高速列车速度控制器模型;在灰色遗传预测模块中,对影响模型精度的λ值提出了基于遗传算法的求解方法,根据列车运行的4个目标设计其适应度函数,并加入先验知识判定对约束条件进行处理,同时建立新陈代谢GM(1,1)模型,在列车运行过程中不断求解新的模型参数a和b,实现模型在线校正,使系统可以进行长期预测;在灰色决策模块中,将高速列车的工况及运行目标转化为决策要素,应用灰靶决策产生最优策略控制列车运行;仿真结果显示了该模型应用于列车自动控速时的有效性和实时性,并使各项运行指标都有所提高。     

中低速磁悬浮列车运行维护管理系统设计

作为一种快速轨道交通工具,中低速磁浮列车对于安全性、可靠性和冗余性有着十分严格的要求.而传统的列车维护往往采用人工方式,不但要消耗大量的人力、物力,而且对于出现的故障也不能及时做出反应,难以保证磁悬浮列车的正常、安全运行.针对这一问题,文中在分析中低速磁浮交通系统维护管理需求的基础上,设计并实现了基于B/S(Browser/server)结构的网络化维护管理系统,并从系统架构、信息流程、维修方案以及功能设计等方面进行了详细的介绍.系统的建立简化了维护管理流程,提高了维护效率,降低了维护成本,这对于提高车辆的安全性和可用度具有十分重要的意义.