CN110091889A - 一种磁轨制动控制系统、方法及磁悬浮列车 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例中提供了一种磁轨制动控制系统，所述系统包括采集装置、制动控制装置和制动变流器；所述采集装置，用于采集制动器状态参数，将所述制动器状态参数发送至制动控制装置；所述制动控制装置，用于接收采集装置发送的制动器状态参数，根据所述制动器状态参数生成制动控制指令，将所述制动控制指令发送至制动变流器；所述制动变流器，用于接收所述制动控制装置发送的制动控制指令，根据所述制动控制指令控制施加在制动器电磁铁两端的励磁电流值。本发明通过控制磁轨制动器的输入电流，实现电磁吸力可调。

Description

一种磁轨制动控制系统、方法及磁悬浮列车
技术领域
本发明涉及轨道交通技术，具体地，涉及一种磁轨制动控制系统、方法及磁悬浮列车。
背景技术
磁轨制动是独立于轮轨的非粘着制动，可在传统制动形式基础上，进一步降低制动距离，提高安全运营性能。目前，磁轨制动已广泛、成熟应用于有轨电车及高速动车组。
目前，磁轨制动器多应用于速度较低的低地板有轨电车及部分高速动车组，但无论对于何种车型，均在紧急制动工况施加。使用频率低，并且每次使用均施加固定的最大电磁吸力，无法实现制动精确控制。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种磁轨制动控制系统、方法及磁悬浮列车，目的在于能够通过对电流的改变精确控制制动力的大小。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例第一方面提出了一种磁轨制动控制系统，所述系统包括采集装置、制动控制装置和制动变流器；
所述采集装置，用于采集制动器状态参数，将所述制动器状态参数发送至制动控制装置；
所述制动控制装置，用于接收采集装置发送的制动器状态参数，根据所述制动器状态参数生成制动控制指令，将所述制动控制指令发送至制动变流器；
所述制动变流器，用于接收所述制动控制装置发送的制动控制指令，根据所述制动控制指令控制施加在制动器电磁铁两端的励磁电流值。
优选地，所述采集装置包括第一传感器组和第二传感器组；
所述第一传感器组，用于采集所述制动器电磁铁一端的状态参数；
所述第二传感器组，用于采集所述制动器电磁铁另一端的状态参数。
优选地，所述第一传感器组与所述第二传感器组组成相同，所述第一传感器组包括速度传感器、加速度传感器、电流传感器和间隙传感器；
所述速度传感器，用于采集所述制动器电磁铁一端的速度信号；
所述加速度传感器，用于采集所述制动器电磁铁一端的加速度信号；
所述电流传感器，用于采集所述制动器电磁铁一端的电流信号；
所述间隙传感器，用于采集所述制动器电磁铁一端的电磁感应信号。
优选地，所述采集装置还包括温度检测模块，所述温度检测模块用于采集所述制动器电磁铁线圈的温度信号。
优选地，所述制动控制装置包括信号调理模块、A/D转换模块、控制模块和PWM波发生模块；
所述信号调理模块，用于接收所述采集装置发送的制动器状态参数，将所述制动器状态参数进行处理后的模拟信号发送至A/D转换模块；
所述A/D转换模块，用于将所述信号调理模块发送的模拟信号转换为数字信号后发送至控制模块；
所述控制模块，用于根据所述A/D转换模块发送的数字信号获得制动器电磁铁两端的控制量，将所述控制量发送至PWM波发生模块；
所述PWM波发生模块，用于根据所述控制模块发送的制动器电磁铁两端的控制量生成对应所述制动器电磁铁两端的两路PWM信号，将所述PWM信号发送至制动变流器。
优选地，所述制动控制装置还用于接收司控器发送的制动级位指令，并根据所述制动级位指令和制动器状态参数生成制动控制指令，将所述制动控制指令发送至制动变流器。
优选地，所述制动控制装置还用于接收牵引系统发送的磁轨制动施加指令，并根据所述磁轨制动施加指令、制动级位指令和制动器状态参数生成制动控制指令，将所述制动控制指令发送至制动变流器。
优选地，所述制动变流器包括制动斩波器，所述制动斩波器包括IGBT驱动模块和IGBT半桥斩波电路；
所述IGBT驱动模块，用于接收所述制动控制装置发送的制动控制指令，根据所述制动控制指令向IGBT半桥斩波电路发送驱动指令；
所述IGBT半桥斩波电路，用于接收所述IGBT驱动模块发送的驱动指令，根据所述驱动指令分别向制动器电磁铁两端输出励磁电流。
优选地，所述制动控制装置还用于根据采集装置发送的制动器状态参数获取当前制动器的制动状态，将所述制动状态发送至外部车载监控系统。
优选地，所述制动控制装置还用于接收所述外部车载监控系统发送的制动控制信号和复位信号，根据所述制动控制信号和复位信号生成相应的制动控制指令和复位指令发送至制动交流器。
本发明实施例第二方面提出了一种磁轨制动控制方法，所述方法包括：
采集制动器状态参数；
根据所述制动器状态参数生成制动控制指令；
根据所述制动控制指令控制施加在制动器电磁铁两端的励磁电流值。
优选地，所述采集制动器状态参数的过程包括：
采集所述制动器电磁铁两端的速度信号；
采集所述制动器电磁铁两端的加速度信号；
采集所述制动器电磁铁两端的电流信号；
采集所述制动器电磁铁两端的电磁感应信号。
优选地，所述采集制动器状态参数的过程还包括：采集所述制动器电磁铁线圈的温度信号。
优选地，所述根据所述制动器状态参数生成制动控制指令的过程包括：
将所述制动器状态参数进行处理生成模拟信号；
将所述模拟信号转换为数字信号；
根据所述数字信号获得制动器电磁铁两端的控制量；
根据所述制动器电磁铁两端的控制量生成对应所述制动器电磁铁两端的两路PWM信号。
优选地，所述方法还包括：接收司控器发送的制动级位指令，并根据所述制动级位指令和制动器状态参数生成制动控制指令。
优选地，所述方法还包括：接收牵引系统发送的磁轨制动施加指令，并根据所述磁轨制动施加指令、制动级位指令和制动器状态参数生成制动控制指令。
优选地，所述根据所述制动控制指令控制施加在制动器电磁铁两端的励磁电流值的过程包括：
根据所述制动控制指令生成驱动指令；
根据所述驱动指令向所述制动器电磁铁两端输出励磁电流。
优选地，所述方法还包括：根据采集装置发送的制动器状态参数获取当前制动器的制动状态，将所述制动状态发送至外部车载监控系统。
优选地，所述方法还包括：接收所述外部车载监控系统发送的制动控制信号和复位信号，根据所述制动控制信号和复位信号生成相应的制动控制指令和复位指令。
本发明实施例第三方面提出了一种磁悬浮列车，所述磁悬浮列车包括第一方面所述的磁轨制动控制系统。
本发明的有益效果如下：
本发明通过控制磁轨制动器的输入电流，实现电磁吸力可调。可根据不同的制动级位要求，输出设定的电流大小数值，施加精确可调的电磁吸力。同时通过对制动器电磁线圈的温度进行实时检测，一旦发现异常能够及时报警，保障制动器的正常工作。
附图说明
图1为磁轨制动器处于静止的未制动状态的示意图；
图2为磁轨制动器与导轨靠近的示意图；
图3为磁轨制动器与导轨贴合的示意图；
图4为本发明实施例所述的磁轨制动控制系统的原理图；
图5为本发明实施例所述的制动斩波器的原理图；
图6为本发明实施例所述的磁轨制动控制方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
为了更加了解本发明实施例所述内容，首先对磁轨制动的原理进行如下说明：
磁轨制动的作用原理为线圈励磁，系统形成一个电磁铁，由于其与轨面间距较近，故而可吸附到轨道上。在列车的带动下做纵向直线运动，形成纵向制动力。
在日常运行过程中，磁轨制动器处于静止的未制动状态，即为图1所示的“悬空”状态。此时，由于未对线圈通电，故磁轨制动器不工作，即不产生向轨道的吸力，磁轨制动器会一直保持原始状态。
当磁轨制动器接收到制动指令时，蓄电池会对其供电，线圈导通。此时磁轨制动器建立初始磁场，如图2所示，使其产生向轨道的吸力，其中，吸力与轨道和磁轨制动器极靴间隙成非正比关系。该吸力克服悬挂的拉力将磁轨制动器吸附到轨道上。如图3所示，当磁轨制动器与轨道完全吸合时，两者间的相互作用力达到最大。
列车处于静止状态时，磁轨制动器将会产生垂直于轨面的垂向力。当磁轨制动器相对钢轨运动时，在轨道中产生运动磁场，根据电磁感应定理：
时变磁通将感应出电压及磁轨。此二次磁轨的磁场是与制动器的磁场反向的。磁场叠加的结果使得在运行方向上铁芯前端部分的磁场被削弱，后部的磁场被加强，从而使垂向力减小，在与运行方向相反的方向上形成一个水平分力，即为制动力。
如图4所示，本实施例提出了一种磁轨制动控制系统，所述系统包括采集装置、制动控制装置和制动变流器；
所述采集装置，用于采集制动器状态参数，将所述制动器状态参数发送至制动控制装置；
所述制动控制装置，用于接收采集装置发送的制动器状态参数，根据所述制动器状态参数生成制动控制指令，将所述制动控制指令发送至制动变流器；
所述制动变流器，用于接收所述制动控制装置发送的制动控制指令，根据所述制动控制指令控制施加在制动器电磁铁两端的励磁电流值。
具体的，制动控制装置需实时、可靠地接收相关指令，并将该指令传递至制动变流器设备，同时需实时可靠的将相关制动器状态发送至列车相关系统。无论指令的接收还是发送，均对其实时性、准确性有着极高的要求，故必须保障制动控制装置的可靠性。此外，制动指令的传输形式主要包括硬线信号和网络信号两种。
本实施例所述的制动控制装置包括一套制动控制板，所述制动控制板同时与采集装置和制动变流器连接。其中采集装置包括有组成完全相同的第一传感器组和第二传感器组，所述采集装置包括速度传感器、加速度传感器、电流传感器、间隙传感器和温度检测模块，分别采集制动器电磁铁两端的速度信号、加速度信号、电流信号、电磁感应信号以及电磁铁线圈温度。第一传感器组测量得到制动器电磁铁一端(A端)的制动状态参数，第二传感器组测量得到制动器电磁铁另一端(B端)的制动状态参数。根据控制电压、磁场强度变化率、电流之间的关系，估计出电磁铁的直流电阻。利用数值积分方法。分别计算出A端和B端的磁场强度。
考虑到电磁铁吸力是磁场强度的单变量函数，采用磁通反馈，结合来自车载监控系统的制动施加/缓解指令，以及制动状态反馈，分别计算出A端和B端的控制量，将A端的控制量PWM_A以PWM(PuIse-Width ModuIation，即脉冲宽度调制)波的形式输出到制动变流器；同样的，将B端的控制量PWM_B以PWM波的形式输出到制动变流器，制动变流器通过控制A端和B端的磁场强度，进而分别控制A端和B端电磁力的大小，保证磁轨制动器能够按照设计要求停车。
另外，本实施例所述的制动控制板可通过CAN总线将故障状态和制动状态实时长传给车载监控系统。车载监控系统接收到故障状态和制动状态后，在判断出现故障或者紧急情况时采取应急措施。另外，车载监控系统还可通过电缆与制动控制板连接，用于向制动控制板发送制动施加/缓解和复位信号。
本实施例所述制动控制板具体还包括信号调理模块、A/D转换模块、控制模块和PWM波发生模块；
所述信号调理模块，用于接收所述采集装置发送的制动器状态参数，将所述制动器状态参数进行处理后的模拟信号发送至A/D转换模块；
所述A/D转换模块，用于将所述信号调理模块发送的模拟信号转换为数字信号后发送至控制模块；
所述控制模块，用于根据所述A/D转换模块发送的数字信号获得制动器电磁铁两端的控制量，将所述控制量发送至PWM波发生模块；
所述PWM波发生模块，用于根据所述控制模块发送的制动器电磁铁两端的控制量生成对应所述制动器电磁铁两端的两路PWM信号，将所述PWM信号发送至制动变流器。
具体的，所述信号调理模块由模拟电路组成，包括两个直流偏置电路、两个隔直电路、两个直流电压转换电路、四个放大电路、两个积分电路和六个滤波器。信号调理模块接收传感器信号，对间隙传感器输出的电磁感应信号进行直流偏置、放大、滤波处理，输出电压型间隙信号，对加速度传感器信号进行隔直、积分、滤波处理，输出电压型速度信号；将电流传感器的电流信号转换成电压型信号，并对其进行放大、滤波，输出电压型模拟信号，该信号同时发送到A/D转换模块。
A/D转换模块采用同步并行模数转换器，根据控制模块发出的转换指令，将由信号调理模块传来的传感器的电压型模拟信号转换成数字信号。A/D转换模块在接收到控制模块发出的读指令后，将数字信号发送至控制模块。
控制模块内有程序控制器、定时器、寄存器、数字I/O单元和运算单元。程序控制器与定时器、寄存器、数字I/O单元和运算单元均铜鼓内部总线相连，程序控制器设计有磁轨制动控制程序，定时器根据磁轨制动控制程序的设置，对时钟信号发生单元产生的时钟信号计数，每一个定时器的中断周期产生一个终端信号，并发送到程序控制器；寄存器根据制动控制程序的配置，保存控制模块工作方式和内部状态；数字I/O单元在程序控制器的控制下，向A/D转换模块输出A/D转换指令和A/D转换结果读取指令，接收来自车载监控系统的L/D指令、RESET信号、来自A/D转换模块的转换完毕状态信号并发送至程序控制器；运算单元完成磁轨制动控制程序中涉及的所有算术/逻辑运算，最终得到A端和B端的控制量，并在程序控制器的控制下，将控制量通过总线送至PWM波发生模块，分别输出两路PWM信号给制动交流器，从而实现对A端和B端电流值的控制。
除此之外，本实施例所述的制动控制装置还可接收司控器发送的制动级位指令和牵引系统发送的磁轨制动施加指令。同时，制动控制装置可发送磁轨制动器状态(正常或故障)、磁轨制动器施加状态(施加或缓解)以及磁轨制动器温度状态(正常或温度过高)。
如图5所示，本实施例所述的制动变流器包括制动斩波器，所述制动斩波器包括IGBT驱动模块和IGBT半桥斩波电路；
所述IGBT驱动模块，用于接收所述制动控制装置发送的制动控制指令，根据所述制动控制指令向IGBT半桥斩波电路发送驱动指令；
所述IGBT半桥斩波电路，用于接收所述IGBT驱动模块发送的驱动指令，根据所述驱动指令分别向制动器电磁铁两端输出励磁电流。
具体的，由于电磁材料B-H曲线所具有的非线性，导致了电磁吸力与励磁电流间的非线性对应关系，根据所需要的电磁吸力施加对应的励磁电流成为磁轨制动器控制系统中的关键技术。而在低速情况下作为常用制动使用的磁轨制动器由于其使用频率及工作时间大幅延长，致使其线圈温升大大增加。除此之外，作为制动变流器的控制硬件部分而言，搭建可靠、稳定的逆变/整流电路拓扑结构，使IGBT/GTO等半导体开关元件与系统进行完美配合，实现电流的恒流输出，这就要求其程序必须实现闭环控制。
本实施例利用PWM控制量计算出作用在电磁铁上的电压稳态值(平均控制电压)，结合电流信息的稳态值(平均制动电流)，估算出电磁铁的滞留电阻。根据磁通变化率、电压、电流之间的关系，计算出磁轨制动器磁场的大小。磁轨制动控制内环采用刺痛反馈，外环采用间隙、速度以及加速度反馈，结合来自车载监控系统的制动施加/缓解指令，计算出控制量，并输出到制动斩波器中，分别控制电磁铁的电流大小，进而控制电磁铁两端电磁力的大小，保证磁轨制动器能够按照设计要求停车。
本实施例所述的制动控制系统中还具有温度检测功能，通过对磁轨制动器电磁线圈的温度进行实时检测，当温度过高时(达到最高耐热温度的一定百分比)，可向制动变流器进行反馈，并发出磁轨制动器切除请求。同时，也可向列车发出温度过高报警。同时，也可根据磁轨制动器的平均控制电压和平均制动电流计算出磁轨制动器的直流电阻，进而计算出温度变化值。
对应的，如图6所示，本实施例还提出了一种磁轨制动控制方法，所述方法包括：
S101，采集制动器状态参数；
S102，根据所述制动器状态参数生成制动控制指令；
S103，根据所述制动控制指令控制施加在制动器电磁铁两端的励磁电流值。
所述采集制动器状态参数的过程是由采集装置所实现的，所述采集装置包括速度传感器、加速度传感器、电流传感器、间隙传感器和温度检测模块，分别采集制动器电磁铁两端的速度信号、加速度信号、电流信号、电磁感应信号以及电磁铁线圈温度。
进一步的，所述根据所述制动器状态参数生成制动控制指令的过程包括：
将所述制动器状态参数进行处理生成模拟信号；
将所述模拟信号转换为数字信号；
根据所述数字信号获得制动器电磁铁两端的控制量；
根据所述制动器电磁铁两端的控制量生成对应所述制动器电磁铁两端的两路PWM信号。
进一步的，所述方法还包括：接收司控器发送的制动级位指令，并根据所述制动级位指令和制动器状态参数生成制动控制指令。
进一步的，所述方法还包括：接收牵引系统发送的磁轨制动施加指令，并根据所述磁轨制动施加指令、制动级位指令和制动器状态参数生成制动控制指令。
进一步的，所述根据所述制动控制指令控制施加在制动器电磁铁两端的励磁电流值的过程包括：
根据所述制动控制指令生成驱动指令；
根据所述驱动指令向所述制动器电磁铁两端输出励磁电流。
进一步的，所述方法还包括：根据采集装置发送的制动器状态参数获取当前制动器的制动状态，将所述制动状态发送至外部车载监控系统。
进一步的，所述方法还包括：接收所述外部车载监控系统发送的制动控制信号和复位信号，根据所述制动控制信号和复位信号生成相应的制动控制指令和复位指令。
本实施例利用PWM控制量计算出作用在电磁铁上的电压稳态值(平均控制电压)，结合电流信息的稳态值(平均制动电流)，估算出电磁铁的滞留电阻。根据磁通变化率、电压、电流之间的关系，计算出磁轨制动器磁场的大小。磁轨制动控制内环采用刺痛反馈，外环采用间隙、速度以及加速度反馈，结合来自车载监控系统的制动施加/缓解指令，计算出控制量，并输出到制动斩波器中，分别控制电磁铁的电流大小，进而控制电磁铁两端电磁力的大小，保证磁轨制动器能够按照设计要求停车。
本实施例还提出了一种磁悬浮列车，所述磁悬浮列车包括上述所述的磁轨制动控制系统。通过控制磁轨制动器的输入电流，实现电磁吸力可调。可根据不同的制动级位要求，输出设定的电流大小数值，施加精确可调的电磁吸力。同时通过对制动器电磁线圈的温度进行实时检测，一旦发现异常能够及时报警，保障制动器的正常工作。
随着本发明的推广运用，可显著提高磁悬浮列车制动设备的国产化率，降低磁悬浮列车采购和使用维护成本，更好地满足城市交通运输的发展需要，提高城市交通车辆领域的国际竞争力。随着国家及地方对磁悬浮列车的支持及不断投入，磁悬浮交通运输方式将获得持续的发展。同时将带动磁悬浮车辆相关产业的发展。保障城市多元化交通运输系统的形成具有积极意义。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (20)

1.一种磁轨制动控制系统，其特征在于，所述系统包括采集装置、制动控制装置和制动变流器；
所述采集装置，用于采集制动器状态参数，将所述制动器状态参数发送至制动控制装置；
所述制动控制装置，用于接收采集装置发送的制动器状态参数，根据所述制动器状态参数生成制动控制指令，将所述制动控制指令发送至制动变流器；
所述制动变流器，用于接收所述制动控制装置发送的制动控制指令，根据所述制动控制指令控制施加在制动器电磁铁两端的励磁电流值。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集装置包括第一传感器组和第二传感器组；
所述第一传感器组，用于采集所述制动器电磁铁一端的状态参数；
所述第二传感器组，用于采集所述制动器电磁铁另一端的状态参数。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一传感器组与所述第二传感器组组成相同，所述第一传感器组包括速度传感器、加速度传感器、电流传感器和间隙传感器；
所述速度传感器，用于采集所述制动器电磁铁一端的速度信号；
所述加速度传感器，用于采集所述制动器电磁铁一端的加速度信号；
所述电流传感器，用于采集所述制动器电磁铁一端的电流信号；
所述间隙传感器，用于采集所述制动器电磁铁一端的电磁感应信号。
4.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述采集装置还包括温度检测模块，所述温度检测模块用于采集所述制动器电磁铁线圈的温度信号。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述制动控制装置包括信号调理模块、A/D转换模块、控制模块和PWM波发生模块；
所述信号调理模块，用于接收所述采集装置发送的制动器状态参数，将所述制动器状态参数进行处理后的模拟信号发送至A/D转换模块；
所述A/D转换模块，用于将所述信号调理模块发送的模拟信号转换为数字信号后发送至控制模块；
所述控制模块，用于根据所述A/D转换模块发送的数字信号获得制动器电磁铁两端的控制量，将所述控制量发送至PWM波发生模块；
所述PWM波发生模块，用于根据所述控制模块发送的制动器电磁铁两端的控制量生成对应所述制动器电磁铁两端的两路PWM信号，将所述PWM信号发送至制动变流器。
6.根据权利要求1或5所述的系统，其特征在于，所述制动控制装置还用于接收司控器发送的制动级位指令，并根据所述制动级位指令和制动器状态参数生成制动控制指令，将所述制动控制指令发送至制动变流器。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述制动控制装置还用于接收牵引系统发送的磁轨制动施加指令，并根据所述磁轨制动施加指令、制动级位指令和制动器状态参数生成制动控制指令，将所述制动控制指令发送至制动变流器。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述制动变流器包括制动斩波器，所述制动斩波器包括IGBT驱动模块和IGBT半桥斩波电路；
所述IGBT驱动模块，用于接收所述制动控制装置发送的制动控制指令，根据所述制动控制指令向IGBT半桥斩波电路发送驱动指令；
所述IGBT半桥斩波电路，用于接收所述IGBT驱动模块发送的驱动指令，根据所述驱动指令分别向制动器电磁铁两端输出励磁电流。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述制动控制装置还用于根据采集装置发送的制动器状态参数获取当前制动器的制动状态，将所述制动状态发送至外部车载监控系统。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述制动控制装置还用于接收所述外部车载监控系统发送的制动控制信号和复位信号，根据所述制动控制信号和复位信号生成相应的制动控制指令和复位指令发送至制动交流器。
11.一种磁轨制动控制方法，其特征在于，所述方法包括：
采集制动器状态参数；
根据所述制动器状态参数生成制动控制指令；
根据所述制动控制指令控制施加在制动器电磁铁两端的励磁电流值。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述采集制动器状态参数的过程包括：
采集所述制动器电磁铁两端的速度信号；
采集所述制动器电磁铁两端的加速度信号；
采集所述制动器电磁铁两端的电流信号；
采集所述制动器电磁铁两端的电磁感应信号。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述采集制动器状态参数的过程还包括：采集所述制动器电磁铁线圈的温度信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述制动器状态参数生成制动控制指令的过程包括：
将所述制动器状态参数进行处理生成模拟信号；
将所述模拟信号转换为数字信号；
根据所述数字信号获得制动器电磁铁两端的控制量；
根据所述制动器电磁铁两端的控制量生成对应所述制动器电磁铁两端的两路PWM信号。
15.根据权利要求11或14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：接收司控器发送的制动级位指令，并根据所述制动级位指令和制动器状态参数生成制动控制指令。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：接收牵引系统发送的磁轨制动施加指令，并根据所述磁轨制动施加指令、制动级位指令和制动器状态参数生成制动控制指令。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述根据所述制动控制指令控制施加在制动器电磁铁两端的励磁电流值的过程包括：
根据所述制动控制指令生成驱动指令；
根据所述驱动指令向所述制动器电磁铁两端输出励磁电流。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据采集装置发送的制动器状态参数获取当前制动器的制动状态，将所述制动状态发送至外部车载监控系统。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：接收所述外部车载监控系统发送的制动控制信号和复位信号，根据所述制动控制信号和复位信号生成相应的制动控制指令和复位指令。
20.一种磁悬浮列车，其特征在于，所述磁悬浮列车包括权利要求1至10任一项所述的磁轨制动控制系统。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110481587A (zh) * 2019-09-11 2019-11-22 中车株洲电力机车有限公司 一种磁轨制动控制方法、装置及电路
CN114261412A (zh) * 2022-03-01 2022-04-01 弥费实业(上海)有限公司 一种空中运输车转向控制方法及系统
DE102021213119A1 (de) 2021-11-22 2023-05-25 Ralf Schwarzer Verkehrstechnik Gmbh Kontrolleinrichtung für eine Magnetschienenbremse

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007034799A1 (de) * 2007-07-23 2009-02-05 Siemens Ag Verfahren zum statischen Überprüfen eines Bremssystems eines Fahrzeugs
CN102673601A (zh) * 2012-05-15 2012-09-19 江苏大学 磁轨制动器极靴与轨道温度控制装置及控制方法
DE102012014158A1 (de) * 2012-07-18 2014-01-23 Deutsche Bahn Ag Verfahren zur Überprüfung von Magnetschienenbremsen und Wirbelstrombremsen für Schienenfahrzeuge sowie Vorrichtungen zur Durchführung der Verfahren
CN103732461A (zh) * 2011-08-12 2014-04-16 克诺尔-布里姆斯轨道车辆系统有限公司 具有磁轨制动装置的制动设备
CN104411563A (zh) * 2012-07-06 2015-03-11 克诺尔-布里姆斯股份有限公司 用于控制轨道车辆的磁轨制动设备的方法
CN106394598A (zh) * 2016-12-05 2017-02-15 中车株洲电力机车有限公司 一种轨道交通车辆磁轨制动装置及其控制方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU765064A1 (ru) * 1978-11-29 1980-09-23 Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им. Артема Устройство дл управлени рельсовым электромагнитным тормозом
DE102010024686A1 (de) * 2010-06-23 2011-12-29 Schaltbau Gmbh Verfahren zur Überwachung einer Magnetschienenbremse an Schienenfahrzeugen
CN103112473B (zh) * 2013-02-25 2015-10-28 江苏大学 采用双压缸施加与解除制动的永磁磁轨制动器及工作方法
CN104477203B (zh) * 2014-11-27 2017-01-11 上海庞丰交通设备科技有限公司 一种电磁型磁轨制动器控制系统及其控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007034799A1 (de) * 2007-07-23 2009-02-05 Siemens Ag Verfahren zum statischen Überprüfen eines Bremssystems eines Fahrzeugs
CN103732461A (zh) * 2011-08-12 2014-04-16 克诺尔-布里姆斯轨道车辆系统有限公司 具有磁轨制动装置的制动设备
CN102673601A (zh) * 2012-05-15 2012-09-19 江苏大学 磁轨制动器极靴与轨道温度控制装置及控制方法
CN104411563A (zh) * 2012-07-06 2015-03-11 克诺尔-布里姆斯股份有限公司 用于控制轨道车辆的磁轨制动设备的方法
DE102012014158A1 (de) * 2012-07-18 2014-01-23 Deutsche Bahn Ag Verfahren zur Überprüfung von Magnetschienenbremsen und Wirbelstrombremsen für Schienenfahrzeuge sowie Vorrichtungen zur Durchführung der Verfahren
CN106394598A (zh) * 2016-12-05 2017-02-15 中车株洲电力机车有限公司 一种轨道交通车辆磁轨制动装置及其控制方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110481587A (zh) * 2019-09-11 2019-11-22 中车株洲电力机车有限公司 一种磁轨制动控制方法、装置及电路
DE102021213119A1 (de) 2021-11-22 2023-05-25 Ralf Schwarzer Verkehrstechnik Gmbh Kontrolleinrichtung für eine Magnetschienenbremse
CN114261412A (zh) * 2022-03-01 2022-04-01 弥费实业(上海)有限公司 一种空中运输车转向控制方法及系统
CN114261412B (zh) * 2022-03-01 2022-05-24 弥费实业(上海)有限公司 一种空中运输车转向控制方法及系统

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