CN114161943A - 一种基于位置环和速度环的磁悬浮辅助停车控制方法 - Google Patents

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康成伟
王平
赵瑞萍
丛培城
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Abstract

一种基于位置环和速度环的磁悬浮辅助停车控制方法，通过测速定位装置检测和计算车辆当前的绝对位置和速度反馈值；根据车辆位置查询预设的限速曲线，计算得到速度给定值；根据速度给定值与反馈值计算得到速度误差，然后进行PI调节，输出推力给定的上限值，用于限制推力的输出；读取手柄级位获取推力给定值，该给定值再经过第3步的上限值进行限幅，得到最终的推力给定值，然后用于后续的推力控制算法模块。本发明的控制方法以速度环输出作为推力最大值，既考虑到中途停车的需要，也考虑到驾驶员操作不当的问题。提高了磁浮车辆控制的自动化程度，摆脱了对驾驶员操作水平的依赖，提高了车辆运行的安全性。

Description

一种基于位置环和速度环的磁悬浮辅助停车控制方法
技术领域
本发明属于高速磁浮牵引系统技术领域，尤其是涉及一种基于位置环和速度环的磁悬浮辅助停车控制方法。
背景技术
磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具，它通过电磁悬浮力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁推力牵引列车运行。前期的研究性磁悬浮试验线路长度较短，导致磁浮车辆的单程运行时间很短，这对驾驶员操控车辆启停的时机把握有很高的要求，人为控制车辆准点停车比较困难。当磁浮试验线的驾驶员因停车时机估计失误而未及时将手柄拔到制动档位，极有可能使磁浮车辆冲出目标位置区域。因此，研发磁浮车安全可靠的停车控制技术是目前急需解决的技术问题。现有的速度环控制多数输出的是推力给定值，这与手柄级位给定推力不兼容。
发明内容
为了解决目前磁浮车停车控制难的问题，本发明提供一种安全可靠的基于位置环和速度环的磁悬浮辅助停车控制方法，以使磁浮车辆在线路上运行的更安全、可靠，即使在人为操作失误的情况下，车辆也不会冲出目标区域而导致事故发生；同时也降低了对驾驶员操控水平的要求。
为实现上述发明目的，本发明提供一种基于位置环和速度环的磁悬浮辅助停车控制方法，其特征在于包括如下步骤
1、通过安装于轨道上的测速定位装置检测和计算车辆当前的绝对位置和速度反馈值；
2、在车辆的牵引控制单元预设车辆在每个位置对应的限速值，根据测速定位装置反馈的车辆位置查询牵引控制单元中预设的限速曲线，计算得到当前位置对应的速度给定值；
3、根据第2步速度给定值与第1步速度反馈值计算得到速度误差，然后对速度变量进行速度PI调节控制，速度PI调节控制的结果是输出车辆实际对应的推力给定值的上限值，用于限制推力的输出；
4、通过读取车辆驾驶员操作手柄级位获取的推力给定值，该给定值再经过第3步的推力上限值进行限幅输出，得到最终对应的推力给定值，然后用于后续的推力控制算法模块。在必须要停车的位置上预设限速值为0，那么车辆运行到该处时，位置环和速度环会自动输出负的推力给定值，进而产生制动力，实现辅助停车功能。
本发明相对于背景技术具有的优点和进步如下：
本发明的控制方法以速度环输出作为推力最大值，既考虑到中途停车的需要，也考虑到驾驶员操作不当的问题。提高了磁浮车辆控制的自动化程度，摆脱了对驾驶员操作水平的依赖，提高了车辆运行的安全性。此控制方法将车辆的位置、速度和推力进行了一定的对应和限制，保证了车辆的安全运行，排除了由于操作手柄误操作带来的失误，经过了现场实际实验的验证，车辆运行比较平稳，即使人为错误操作手柄，也不会对实际车辆运行造成失误。
附图说明
图1为控制方法流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明具体实施方式包括下列步骤：
1、根据安装于轨道上的测速定位装置的反馈信号计算车辆的绝对位置和速度反馈值；
2、在车辆牵引控制单元的程序中预设限速曲线表(曲线的横坐标为车辆绝对位置，纵坐标为最高限速值)，根据车辆当前的实际位置反馈，通过查表方式得到的最高限速值作为速度控制环的给定值；
3、速度控制环根据第2步的速度给定值与第1步的速度反馈值可以计算得到速度误差，然后经速度PI调节器控制，其计算结果作为推力上限值；
4、另一个并行的输入是读取司控台牵引手柄的级位数据，计算得到推力给定值，该推力给定值与第3步计算的推力上限值进行比较，两者取小得到最终实际的推力给定值，如果车辆运行到限速值为0的位置，速度控制环会自动输出负的推力给定值，即制动力给定值；后续的电流调节器得到负的推力给定值后，采用比例积分调节模式，得到SVPWM(空间矢量脉宽调制)模块所需要的的电压量；SVPWM模块内部经过电压量作用时间的不同，得到逆变器六个开关管开关的时刻，去控制开关管的开通关断，从而控制磁悬浮直线牵引电机产生制动力，最终实现辅助停车。

Claims (1)

1.一种基于位置环和速度环的磁悬浮辅助停车控制方法，其特征在于包括如下步骤：
1)通过安装于轨道上的测速定位装置检测和计算车辆当前的绝对位置和速度反馈值；
2)在车辆的牵引控制单元预设车辆在每个位置对应的限速值，根据测速定位装置反馈的车辆位置查询牵引控制单元中预设的限速曲线，计算得到当前位置对应的速度给定值；
3)根据第2)步速度给定值与第1)步速度反馈值计算得到速度误差，然后对速度变量进行速度PI调节控制，速度PI调节控制的结果是输出车辆实际对应的推力给定值的上限值，用于限制推力的输出；
4)通过读取车辆驾驶员操作手柄级位获取的推力给定值，该给定值再经过第3)步的推力上限值进行限幅输出，得到最终对应的推力给定值，然后用于后续的推力控制算法模块。
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