CN110401379A - 一种磁浮交通的换步控制系统及换步控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁浮交通的换步控制系统，其控制单元包括设置于同一控制板的第一CPU、第三CPU和与各变流器组一一对应多个第二CPU。由于本换步控制系统可以通过一个控制单元控制多个变流器组完成换步，所以，无论是应用蛙跳法或两步法或三步法，在一个站内需要设置两个变流器组或三个变流器组，应用本换步控制系统也仅需配置一个控制单元即可，如此，对于换步控制系统而言，不仅能够简化结构、降低成本，还能够提升集成度，减小体积。而且第一CPU、第二CPU和第三CPU之间的通信也均属于板内通信，可以克服现有技术中板间通信速度慢的缺点。此外，本发明还公开了一种磁浮交通换步控制方法，效果如上。

Description

一种磁浮交通的换步控制系统及换步控制方法

技术领域

本发明涉及磁浮交通领域，特别涉及一种磁浮交通的换步控制系统及换步控制方法。

背景技术

中高速磁浮交通一般采用长定子直线同步电机，定子铁芯连续铺设在轨道两侧下方，定子绕组嵌入在铁芯槽内，励磁绕组装在车上。地面大功率变流器给定子轨道供电；车载发电机和电池给励磁和悬浮系统供电。为了降低损耗和提高效率，变流器供电系统需要根据列车位置分别对不同定子段的定子绕组供电，只有载有转子的列车所在的那一段定子绕组是通电的，直线电机在运行时电机转子经过相邻定子段时，供电电流从一个定子段切换到另外一个定子段的过程称为换步。

换步方案是中高速磁浮牵引供电的必备关键技术，其性能的好坏会影响系统的运行性能和可靠性。在现有技术中，换步控制系统均采用分散式控制架构，由多个设置于不同控制板卡的控制单元协同控制多个变流器组工作，如上海磁浮试验线应用的德国西门子公司控制系统。而由于应用蛙跳法或两步法或三步法，在一个站内至少需要设置两个变流器组进行换步，所以，现有的换步控制系统一般需要配置电机控制单元、变流器控制单元等多个控制单元，这些控制单元均分布于不同的控制板卡。尤其是当采用三步法时，由于一个站内的变流器组较多，所以，一套电机控制系统往往至少需要包括6块控制板卡，且各控制板卡需要分布于不同的机箱。如此，不仅会因控制单元的数量较多导致换步控制系统结构复杂、成本高，还会因各控制单元需要设置于位于不同机箱中的不同控制板卡造成集成度低，体积较大的问题。而且，由于各控制单元设置于不同控制板卡，各控制板卡又分布于不同机箱，所以各控制单元之间的通信均属于板间通讯，存在通信速度慢的缺点。

因此，对于换步控制系统而言，如何简化结构、降低成本、提升集成度和通信速度是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁浮交通的换步控制系统和换步控制方法，对于换步控制系统而言，能够简化结构、降低成本、提升集成度和通信速度。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种磁浮交通的换步控制系统，包括多个变流器组、定子段开关组、采集单元和控制单元，所述控制单元包括：

与所述定子段开关组连接的第一CPU；与所述第一CPU连接，且与各所述变流器组一一对应的多个第二CPU；与所述第一CPU、各所述第二CPU和各所述变流器组连接的第三CPU；其中，所述第一CPU、各所述第二CPU和所述第三CPU均设置于同一控制板，且均与所述采集单元连接；

所述第一CPU用于控制所述定子段开关组的开关状态和计算与各所述变流器组一一对应的电流给定，并将各所述电流给定发送至对应的所述第二CPU；各所述第二CPU用于生成与所述电流给定对应的电压参考波；所述第三CPU用于对各所述电压参考波进行调制，产生控制对应的所述变流器组与所述定子段开关组配合工作的脉冲命令以完成换步。

优选地，所述第一CPU具体为ARM处理器，所述第二CPU具体为DSP，所述第三CPU具体为FPGA。

优选地，所述ARM处理器、所述DSP和所述FPGA均与所述采集单元连接具体为：

所述FPGA直接与所述采集单元连接，所述ARM处理器和所述DSP均通过所述FPGA与所述采集单元连接。

优选地，所述定子段开关组中的开关具体由全控型器件和隔离开关串联而成。

优选地，所述全控性器件具体为IGBT或IGCT或IEGT。

优选地，所述变流器组具体由并联的变流器组成。

优选地，还包括与所述第三CPU连接的光纤扩展板；

所述光纤扩展板用于通过光纤与相邻的所述换步控制系统连接以进行信息互传。

为了解决上述技术问题，本发明还提供的一种磁浮交通的换步控制方法，基于上述任一种磁浮交通的换步控制系统，包括：

第一CPU接收第一运行参数，并依据所述第一运行参数控制定子段开关组的开关状态和计算与各变流器组一一对应的电流给定；

各第二CPU获取第二运行参数，并基于所述第二运行参数生成与各所述电流给定对应的电压参考波；

第三CPU接收第三运行参数，并结合所述第三运行参数和预设参数对各所述电压参考波进行调制，生成控制对应的所述变流器组工作的脉冲命令以完成换步。

优选地，若所述换步控制系统还包括光纤扩展板，则还包括：

所述第三CPU通过所述光纤扩展板以光纤通讯的方式与相邻的所述换步控制系统进行信息互传。

优选地，如果所述第二运行参数中的当前速度大于预定阈值，则还包括：

各所述第二CPU依据所述第二运行参数中各所述变流器组的电信号计算当前实际速度和当前实际位置，并将所述当前实际速度和所述当前实际位置发送至所述第一CPU；

则对应的，所述第一CPU接收第一运行参数具体为：所述第一CPU接收所述当前实际速度和所述当前实际位置。

本发明提供的磁浮交通的换步控制系统中，控制单元包括设置于同一控制板的第一CPU、第三CPU和与各变流器组一一对应多个第二CPU。应用本换步控制系统，第一CPU可以控制定子段开关组的开关状态和计算与各变流器组一一对应的电流给定，并发送至对应的第二CPU，使得各第二CPU能够生成对应的电压参考波，并最终由第三CPU对各电压参考波进行调制得到脉冲命令，控制对应的变流器组与定子段开关组配合工作，完成换步。可见，由于本换步控制系统可以通过一个控制单元控制多个变流器组完成换步，所以，无论是应用蛙跳法或两步法或三步法，在一个站内需要设置两个变流器组或三个变流器组，应用本换步控制系统也仅需配置一个控制单元即可，如此，对于换步控制系统而言，不仅能够简化结构、降低成本，还能够提升集成度，减小体积。而且第一CPU、第二CPU和第三CPU之间的通信也均属于板内通信，可以克服现有技术中板间通信速度慢的缺点。此外，本发明还提供了一种磁浮交通换步控制方法，效果如上。

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他附图。

图1为本发明实施例提供的一种磁浮交通的换步控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种磁浮交通的换步控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种换步控制系统的算法控制框图；

图4为本发明实施例提供的一种定子段开关组中开关的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种磁浮交通的换步控制方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的以两步法实现列车换步的示意图；

图7为本发明实施例提供的以三步法实现列车换步的示意图。

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付出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

本发明的目的是提供一种磁浮交通的换步控制系统和换步控制方法，对于换步控制系统而言，能够简化结构、降低成本、提升集成度和通信速度。

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明技术方案，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为本发明实施例提供的一种磁浮交通的换步控制系统的结构示意图，其中以3个变流器组12表示换步控制系统中包括多个变流器组12，但并不代表换步控制系统中只能有3个变流器组。例如，在采用两步法或蛙跳法进行换步的情况下，控制系统中也可以仅包括2个变流器组12。如图1所示，本实施例提供的磁浮交通的换步控制系统包括多个变流器组12、定子段开关组13、采集单元10和控制单元11，控制单元11包括：

与定子段开关组13连接的第一CPU 111；与第一CPU 111连接，且与各变流器组12一一对应的多个第二CPU 112；与第一CPU 111、各第二CPU 112和各变流器组12连接的第三CPU 113；其中，第一CPU 111、各第二CPU 112和第三CPU 113均设置于同一控制板，且均与采集单元10连接；

第一CPU 111用于控制定子段开关组13的开关状态和计算与各变流器组12一一对应的电流给定，并将各电流给定发送至对应的第二CPU 112；各第二CPU 112用于生成与电流给定对应的电压参考波；第三CPU 113用于对各电压参考波进行调制，产生控制对应的变流器组12与定子段开关组13配合工作的脉冲命令以完成换步。

其中，需要说明的是，在本实施例中，将现有的换步控制系统中的模拟采集板、数字采集板和速度采集板等用于采集控制列车换步所需要的运行参数的采集板均统称为采集单元10，则对应的，采集单元10采集的运行参数至少包括列车的当前速度、列车的当前位置、直线同步电机的参数及各变流器组12的电信号(输入电压、输出电流和输出电压)等参数。

为了便于本领域的技术人员理解本实施例提供的技术方案，在图1中出示的换步控制系统的结构中，将第一CPU 111、第二CPU 112和第三CPU 113均与采集单元10进行直接连接。但是，值得注意的是，第一CPU 111、第二CPU 112和第三CPU 113均与采集单元10连接还可以指：第一CPU 111、第二CPU 112和第三CPU 113与采集单元10进行间接连接，下面结合图2对第一CPU 111、第二CPU 112和第三CPU 113与采集单元10进行间接连接进行说明。图2为本发明实施例提供的另一种磁浮交通的换步控制系统的结构示意图，其中同样以3个变流器组12表示换步控制系统中包括多个变流器组12，但并不代表换步控制系统中只能有3个变流器组。例如，在采用两步法或蛙跳法进行换步的情况下，控制系统中也可以仅包括2个变流器组12。如图2所示，第三CPU 113与采集单元10连接，而第一CPU 111和第二CPU 112均通过与第三CPU 113连接以获取采集单元10采集的某些运行参数。

参照现有技术，设置于同一板卡上的各CPU单元可以直接采用双口RAM进行通信连接，所以，在本实施例提供的换步控制系统中，均设置于同一控制板的第一CPU 111、第二CPU 112和第三CPU 113也采用双口RAM进行通信连接；对于不同板卡之间的通信连接，也同样可以参照现有技术，通过背板总线实现通信连接；对于相邻换步控制系统之间的信息互传，同样可参照现有技术，本发明不再赘述。

本发明实施例提供的磁浮交通的换步控制系统的控制结构分为三层，分别是第一CPU 111、第二CPU 112和第三CPU 113。第一CPU 111分别与第三CPU 113、各第二CPU 112和定子段开关组13连接，负责车辆速度轨迹规划和逻辑控制(主要有速度换控制功能、位置环控制功能、定子段开关控制功能和运控通信等功能)。具体地，第一CPU 111可以依据列车的当前位置控制定子段开关组13的开关状态，以配合变流器组12工作，达到为相应定子段供电，实现换步的目的。同时，第一CPU 111还可以依据列车的当前位置和当前速度确定与各变流器组12一一对应的电流给定，并生成对应的电流指令发送至对应的第二CPU 112以达到控制对应变流器组12工作的目的。各第二CPU 112分别与第一CPU 111和第三CPU 113连接，且与变流器组12一一对应，其接收到的电流指令对应的变流器组12与自身对应的变流器组12相同，主要负责电流环控制。具体地，各第二CPU 112在接收到对应的电流指令之后，可以结合列车的当前位置、当前速度、直线同步电机的参数和各变流器组12的输出电流等进行电流闭环调节，最终得到与各变流器组12一一对应的参考电压，并以电压参考波的形式输出至第三CPU 113。第三CPU 113分别与采集单元10、第一CPU 111、各第二CPU 112和各变流器组12连接，主要负责调制计算。具体地，第三CPU 113在接收到各第二CPU 112发送的电压参考波之后，可以结合列车的当前位置和预设的死区信息对电压参考波进行调制计算，最终生成与各变流器组12一一对应的脉冲命令，并将脉冲命令发送至对应的变流器组12以控制对应的变流器组12与定子段开关组13配合工作，完成换步。当然，可以理解的是，如果第一CPU 111和各第二CPU 112均通过第三CPU 113与采集单元10间接连接，则第三CPU113还负责数据交互。具体地，第三CPU 113可以从采集单元10获取到运行参数，并为第一CPU 111和各第二CPU 112传输第一CPU 111和各第二CPU 112所需的运行参数，实现数据交互功能。

另外，需要说明的是，在列车的运行速度较快时，通过采集单元10采集到的当前位置和当前速度会与当前实际位置和当前实际速度产生偏差，此时，各第二CPU 112可以通过各变流器组12的电信号参数计算列车的当前实际速度和当前实际位置，并将计算出的当前实际速度和当前实际位置发送至第一CPU 111，以修正第一CPU 111通过采集单元10获取到的当前速度和当前位置，使得第一CPU 111最终能够依据当前实际位置控制定子段开关组13的开关状态，和根据当前实际位置和当前实际速度计算与各变流器组12一一对应的电流给定，达到避免因采集单元10采集到的运行参数存在误差而影响列车换步。其中，当前实际位置是指列车当前所处的实际位置，当前实际速度是指列车当前的实际行驶速度。

为了使本领域的技人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面以一种换步控制系统的控制算法为例，对本发明实施例提供的换步控制系统的工作过程进行详细说明。

图3为本发明实施例提供的一种换步控制系统的算法控制框图。如图3所示，第一CPU 111先根据列车的位置反馈进行速度轨迹规划，控制定子段开关组的开关状态，并得到速度给定，再结合列车的速度反馈计算与各变流器组12一一对应的电流给定，并输出至对应的第二CPU 112；各第二CPU 112一方面对采集单元10采集到的当前速度和当前位置进行辨识，另一方面先对变流器组12的输出电流进行坐标变换得到电流反馈，再结合电流给定进行电流控制，最后基于列车的位置反馈和速度反馈生成电压参考波，并输出至第三CPU113，第三CPU 113根据位置反馈和预设死区信息对各电压参考波进行调制，生成与各变流器组12对应的脉冲命令，并输出至对应的变流器组12；变流器组12中的各变流器接收脉冲命令的控制，与定子段开关组13中的开关配合工作，为相对应定子段的定子绕组供电，完成换步。其中，各第二CPU 112对采集单元10采集到的当前速度和当前位置进行辨识是指：在当前速度大于预定阈值的时候，各第二CPU 112将根据自身对应的变流器组12的电信号计算当前实际速度和当前实际位置，并将速度反馈和位置反馈更正为当前实际速度和当前实际位置。当然，可以理解的是，预定阈值具体设定为多少，应根据实际应用场景(如采集单元10的采集能力、板间和板内的通信速度、各CPU的处理能力等)确定，本发明对此不作限定。

综上所述，本发明提供的磁浮交通的换步控制系统中，控制单元包括设置于同一控制板的第一CPU、第三CPU和与各变流器组一一对应多个第二CPU。应用本换步控制系统，第一CPU可以控制定子段开关组的开关状态和计算与各变流器组一一对应的电流给定，并发送至对应的第二CPU，使得各第二CPU能够生成对应的电压参考波，并最终由第三CPU对各电压参考波进行调制得到脉冲命令，控制对应的变流器组与定子段开关组配合工作，完成换步。可见，由于本换步控制系统可以通过一个控制单元控制多个变流器组完成换步，所以，无论是应用蛙跳法或两步法或三步法，在一个站内需要设置两个变流器组或三个变流器组，应用本换步控制系统也仅需配置一个控制单元即可，如此，对于换步控制系统而言，不仅能够简化结构、降低成本，还能够提升集成度，减小体积。而且第一CPU、第二CPU和第三CPU之间的通信也均属于板内通信，可以克服现有技术中板间通信速度慢的缺点。

为了进一步增强控制单元11的计算能力和运算速度，基于上述实施例，作为一种优选的实施方式，第一CPU 111具体为ARM处理器，第二CPU 112具体为DSP，第三CPU 113具体为FPGA。

基于上述实施例，作为一种优选的实施方式，ARM处理器、DSP和FPGA均与采集单元10连接具体为：

FPGA直接与采集单元10连接，ARM处理器和DSP均通过FPGA与采集单元10连接。

采集单元10与ARM处理器、DSP和FPGA所在的控制板之间的接线属于跨板接线，相比较板内接线而言，采集单元10分别与ARM处理器、DSP和FPGA进行直接连接，更为复杂，也不便于管理。因此，在本优选实施方式中，将FPGA作为了数据交互中心，先通过FPGA与采集单元10直接连接，获取运行参数；ARM处理器和DSP再通过与FPGA的连接获取所需要的运行参数。

图4为本发明实施例提供的一种定子段开关组中开关的结构示意图。如图4所示，为了缩短定子段开关组13中开关的导通时间和关断时间，基于上述实施例，作为一种优选的实施方式，定子段开关组13中的开关具体由全控型器件40和隔离开关41串联而成。

现有技术中，定子段开关组13中的开关选用传统的断路器组成，其开通或关断大约需要200ms的时间，而由全控型器件40和隔离开关41串联而成的开关则可以在10ms以内完成开通或关断动作，从而能够大幅提升换步效率，减小系统的换步损失。优选地，全控型器件40具体为IGBT或IGCT或IEGT。在具体实施中，全控性器件40的具体参数应根据系统容量和电压等级进行选择，本发明对此不做限定。

为了实现换步控制系统的高电压和大电流输出，基于上述实施例，作为一种优选的实施方式，变流器组12具体由并联的变流器组成。

为了实现相邻的换步控制系统之间的高速通信，基于上述实施例，作为一种优选的实施方式，磁浮交通的换步控制系统还包括与第三CPU 113连接的光纤扩展板；

光纤扩展板用于通过光纤与相邻的换步控制系统连接以进行信息互传。

在本实施例中，换步控制系统还包括光纤扩展板，在同一换步控制系统中，光纤扩展板与第三CPU 113通过背板总线连接，以从第三CPU 113处获取需要传出的信息或向第三CPU 113发送需要传入的信息；在相邻的换步控制系统之间，一个换步控制系统中的光纤扩展板与另一个换步控制系统中的光纤扩展板通过光纤连接，以实现相邻的换步控制系统之间的信息互传。

在现有技术中，相邻的换步控制系统之间一般选择采用VME总线进行通讯，通信速度较慢，而在本实施例中，通过为换步控制系统增设与第三CPU 113连接的光纤扩展板，使得相邻的换步控制系统之间可以通过光纤通信，提升通信速度。

上文对本发明提供的一种磁浮交通的换步控制系统进行了详细描述，本发明还提供了一种与上述磁浮交通的换步控制系统对应的磁浮交通的换步控制方法，由于该磁浮交通的换步控制方法部分的实施例与磁浮交通的换步控制系统部分的实施例相互照应，所以，磁浮交通的换步控制方法部分的实施例可以参考磁浮交通的换步控制系统部分的实施例的描述，对于相同的部分，下文不再赘述。

图5为本发明实施例提供的一种磁浮交通的换步控制方法的流程图。如图5所示，基于上述任一种磁浮交通的换步控制系统，该磁浮交通的换步控制方法包括：

S50：第一CPU接收第一运行参数，并依据第一运行参数控制定子段开关组的开关状态和计算与各变流器组一一对应的电流给定。

S51：各第二CPU获取第二运行参数，并基于第二运行参数生成与各电流给定对应的电压参考波。

S52：第三CPU接收第三运行参数，并结合第三运行参数和预设参数对各电压参考波进行调制，生成控制对应的变流器组工作的脉冲命令以完成换步。

其中，需要说明的是，第一运行参数至少包括列车的当前速度和当前位置，第一CPU依据第一运行参数控制定子段开关组的开关状态和计算与各变流器组一一对应的电流给定具体为：第一CPU依据列车的当前位置控制定子段开关组的开关状态，依据列车的当前速度和当前位置计算与各变流器组一一对应的电流给定。第二运行参数至少包括由采集单元采集的当前速度、当前位置、变流器组的电信号及直线同步电机的参数。第三运行参数至少包括列车的当前位置，预设参数至少包括死区信息。

本发明提供的磁浮交通换步控制方法基于上述任一种磁浮交通的换步控制系统，第一CPU可以控制定子段开关组的开关状态和计算与各变流器组一一对应的电流给定，并发送至对应的第二CPU，使得第二CPU能够生成对应的电压参考波，并最终由第三CPU对该电压参考波进行调制得到脉冲命令，控制对应的变流器组与定子段开关组配合工作，完成换步。可见，应用本换步控制方法可以控制一个控制单元控制多个变流器组完成换步，所以，无论是应用蛙跳法或两步法或三步法，在一个站内设置有两个变流器组或三个变流器组，应用本换步控制方法，也仅需配置一个控制单元即可，如此，对于换步控制系统而言，不仅能够简化结构、降低成本，还能够提升集成度，减小体积。而且第一CPU、第二CPU和第三CPU之间的通信也均属于板内通信，可以克服现有技术中板间通信速度慢的缺点。

基于上述实施例，作为一种优选的实施方式，若换步控制系统还包括光纤扩展板，则还包括：

第三CPU通过光纤扩展板以光纤通讯的方式与相邻的换步控制系统进行信息互传。

基于上述实施例，作为一种优选的实施方式，如果第二运行参数中的当前速度大于预定阈值，则还包括：

各第二CPU依据第二运行参数中各变流器组的电信号计算当前实际速度和当前实际位置，并将当前实际速度和当前实际位置发送至第一CPU；

则对应的，第一CPU接收第一运行参数具体为：第一CPU接收当前实际速度和当前实际位置。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面结合附图，分别以两步法和三步法实现列车换步为例，对变流器组与定子段开关组的配合工作进行消息介绍。

图6为本发明实施例提供的以两步法实现列车换步的示意图。如图6所示，以虚线框区域内的换步过程为例，定子段换步过程主要包括以下步骤：

一、第一变流器组给左边定子段S6TSn供电，第一变流器组的电流I61逐步下降到0；

二、第一变流器组封锁脉冲；

三、与左边定子段S6TSn对应的定子段开关关断；

四、与左边定子段S6TSn+2对应的定子段开关闭合；

五、第一变流器组脉冲开通，电流I61逐步上升。

其中，在上述步骤一至步骤五的过程中，右边定子段未发生换步，所以第二变流器组一直向右边定子段供电输出电流I62，为右边定子段供电。

图7为本发明实施例提供的以三步法实现列车换步的示意图。如图7所示，以虚线框区域内的换步过程为例，定子段换步过程主要包括以下步骤：

一、第三变流器组给左边定子段S7TSn供电，第四变流器组给右边定子段S7TSn+1供电，第五变流器组脉冲封锁；

二、第三变流器组给左边定子段S7TSn供电，第三变流器组的电流I73逐步下降到0然后封锁脉冲；第五变流器组给左边定子段S7TSn+2供电，第五变流器组的电流I75逐步增加；第四变流器组给右边定子段S7TSn+1供电；

三、第三变流器组封锁脉冲，与左边定子段S7TSn对应的定子段开关断开；第四变流器组给右边定子段S7TSn+1供电；第五变流器组给左边定子段S7TSn+2供电；

四、与右边定子段S7TSn+3对应的定子段开关开通，第三变流器组对右边定子段S7TSn+3供电，第三变流器组的电流I73逐步增加；第四变流器组为左边定子段S7TSn+1供电，第四变流器组的电流I74逐步下降到0后封锁脉冲；第五变流器组给左边定子段S7TSn+2供电；与左边定子段S7TSn+2对应的定子段开关闭合；

五、第三变流器组对右边定子段S7TSn+3供电；第四变流器组封锁脉冲，与左边定子段S7TSn+1对应的开关断开；第五变流器组给左边定子段S7TSn+2供电。

以上对本发明所提供的一种磁浮交通的换步控制系统及换步控制方法进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列的要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种磁浮交通的换步控制系统，包括多个变流器组、定子段开关组、采集单元和控制单元，其特征在于，所述控制单元包括：

与所述定子段开关组连接的第一CPU；与所述第一CPU连接，且与各所述变流器组一一对应的多个第二CPU；与所述第一CPU、各所述第二CPU和各所述变流器组连接的第三CPU；其中，所述第一CPU、各所述第二CPU和所述第三CPU均设置于同一控制板，且均与所述采集单元连接；

所述第一CPU用于控制所述定子段开关组的开关状态和计算与各所述变流器组一一对应的电流给定，并将各所述电流给定发送至对应的所述第二CPU；各所述第二CPU用于生成与所述电流给定对应的电压参考波；所述第三CPU用于对各所述电压参考波进行调制，产生控制对应的所述变流器组与所述定子段开关组配合工作的脉冲命令以完成换步。

2.根据权利要求1所述的磁浮交通的换步控制系统，其特征在于，所述第一CPU具体为ARM处理器，所述第二CPU具体为DSP，所述第三CPU具体为FPGA。

3.根据权利要求2所述的磁浮交通的换步控制系统，其特征在于，所述ARM处理器、所述DSP和所述FPGA均与所述采集单元连接具体为：

所述FPGA直接与所述采集单元连接，所述ARM处理器和所述DSP均通过所述FPGA与所述采集单元连接。

4.根据权利要求1所述的磁浮交通的换步控制系统，其特征在于，所述定子段开关组中的开关具体由全控型器件和隔离开关串联而成。

5.根据权利要求4所述的磁浮交通的换步控制系统，其特征在于，所述全控性器件具体为IGBT或IGCT或IEGT。

6.根据权利要求1所述的磁浮交通的换步控制系统，其特征在于，所述变流器组具体由并联的变流器组成。

7.根据权利要求1-6任一项所述的磁浮交通的换步控制系统，其特征在于，还包括与所述第三CPU连接的光纤扩展板；

所述光纤扩展板用于通过光纤与相邻的所述换步控制系统连接以进行信息互传。

8.一种磁浮交通的换步控制方法，其特征在于，基于权利要求1-7任一项所述的磁浮交通的换步控制系统，包括：

第一CPU接收第一运行参数，并依据所述第一运行参数控制定子段开关组的开关状态和计算与各变流器组一一对应的电流给定；

各第二CPU获取第二运行参数，并基于所述第二运行参数生成与各所述电流给定对应的电压参考波；

第三CPU接收第三运行参数，并结合所述第三运行参数和预设参数对各所述电压参考波进行调制，生成控制对应的所述变流器组工作的脉冲命令以完成换步。

9.根据权利要求7所述的磁浮交通的换步控制方法，其特征在于，若所述换步控制系统还包括光纤扩展板，则还包括：

所述第三CPU通过所述光纤扩展板以光纤通讯的方式与相邻的所述换步控制系统进行信息互传。

10.根据权利要求8或9所述的磁浮交通的换步控制方法，其特征在于，如果所述第二运行参数中的当前速度大于预定阈值，则还包括：

各所述第二CPU依据所述第二运行参数中各所述变流器组的电信号计算当前实际速度和当前实际位置，并将所述当前实际速度和所述当前实际位置发送至所述第一CPU；

则对应的，所述第一CPU接收第一运行参数具体为：所述第一CPU接收所述当前实际速度和所述当前实际位置。