JP6910559B2

JP6910559B2 - 電磁横方向アクティブ制振システム、及びその制御方法と装置

Info

Publication number: JP6910559B2
Application number: JP2020536786A
Authority: JP
Inventors: ジャンインリャン; ドンフアウー; シーシャオ; フージエジャン; ヤンミンリー
Original assignee: CRRC Qingdao Sifang Co Ltd
Current assignee: CRRC Qingdao Sifang Co Ltd
Priority date: 2018-08-01
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2021-07-28
Anticipated expiration: 2039-03-06
Also published as: US20200377131A1; EP3831686A1; US10960901B2; WO2020024592A1; EP3831686A4; JP2021506677A; CN109094599B; CN109094599A

Description

本出願は２０１８年０８月０１日にて中国特許庁に提出され、出願番号が２０１８１０８６５２６４.１であり、発明名称は「電磁横方向アクティブ制振システム、及びその制御方法と装置」である中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容は援用されることで本出願に結合される。

本発明は車輌技術分野に関わり、具体には、電磁横方向アクティブ制振システム、及びその制御方法と装置に関わる。

現在、高速列車の速度はますます速くなり、例えば、まもなく実用化される磁気浮上列車の最高時速は５０３キロ／時に達する。こんな高い速度での運転過程で、高速列車が運転する鉄道がでこぼこして、または高速列車が旋回すると、高速列車の車体にはいずれも傾斜または揺動が生じて、旅客の乗車体験を低減させる。

運転過程で高速列車の車体には傾斜または揺動が生じるという状態を低減させるために、高速列車のボギーに横方向制振装置を装着し、高速列車がでこぼこの鉄道を通過しまたは旋回する際、アクティブ力またはアクティブトルクを発生させる装置または弾性素子によって、横方向制振装置を制御する。

横方向制振装置の応答速度が遅くて、即時に作動できず、制御精度が劣る。

前記問題を解決するために、本発明の実施例は、電磁横方向アクティブ制振システム、及びその制御方法と装置を提供することを目的とする。

第１：本発明の実施例は、電磁石コントローラと、横加速度センサーと、電磁石アクティブ制振装置と計算装置とを有する電磁横方向アクティブ制振システムを提供し、
前記電磁石コントローラはそれぞれ前記横加速度センサー、前記電磁石アクティブ制振装置、及び前記計算装置に接続され、
前記横加速度センサーは磁気浮上列車の列車横加速度を取得し、取得された列車横加速度を前記電磁石コントローラに送信するために用いられ、
前記計算装置は、前記磁気浮上列車の列車位置情報と列車速度を取得し、取得された列車位置情報と列車速度を前記電磁石コントローラに送信するために用いられ、
前記電磁石コントローラは、取得された前記列車横加速度、前記列車位置情報及び前記列車速度に応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、確定された制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御するために用いられ、
前記電磁石アクティブ制振装置は、前記電磁石コントローラの制御で、デフォルト位置から、前記制振装置目的ギャップ値に規定される位置に移動するために用いられる。

第２：本発明の実施例はさらに電磁横方向アクティブ制振システムの制御方法を提供し、前記電磁横方向アクティブ制振システムの制御方法は、
列車横加速度、列車位置情報及び列車速度を取得することと；
取得された前記列車横加速度、前記列車位置情報及び前記列車速度に応じて、電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、確定された制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御することと、を含む。

第３：本発明の実施例はさらに電磁横方向アクティブ制振システムの制御装置を提供し、前記電磁横方向アクティブ制振システムの制御装置は、
列車横加速度、列車位置情報及び列車速度を取得するための取得モジュールと、
取得された前記列車横加速度、前記列車位置情報及び前記列車速度に応じて、電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、確定された制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御するための制御モジュールとを有する。

本発明の実施例の前記第１〜第３により提供される方案において、電磁横方向アクティブ制振システムに設けられる電磁石コントローラを介して電磁石アクティブ制振装置を制御し、関する技術における、アクティブ力またはアクティブトルクを発生させる装置または弾性素子によって横方向制振装置を制御することに比べると、電磁石コントローラは電磁石アクティブ制振装置を制御する時、電気制御という方式を採用し、電磁横方向アクティブ制振システムの応答速度を向上させ、電磁横方向アクティブ制振システムは高速列車の車体の、傾斜または揺動が生じる位置で即時に作動することができる。

本発明の前記目的、特徴及び利点がよりわかりやすくなるために、以下は好適な実施例を挙げて、図面を結合して、詳しく説明する。

本発明の実施例をより明らかに説明するために、以下は実施例または従来技術の記載の必要な図面を簡単に紹介し、明らかに、以下の記載における図面は本発明のいくつかの実施例のみであり、当業者にとって、進歩性に値する労働をしない前提で、これらの図面に応じて他の図面を取得できる。
本発明の実施例１により提供される電磁横方向アクティブ制振システムの構成模式図を示す。本発明の実施例１により提供される電磁横方向アクティブ制振システムにおいて、電磁石アクティブ制振装置とギャップセンサーが装着されるボギーの構成模式図を示す。本発明の実施例２により提供される電磁横方向アクティブ制振システムの制御方法のフローチャートを示す。本発明の実施例３により提供される電磁横方向アクティブ制振システムの制御装置の構成模式図を示す。

以下は本発明の実施例における図面を結合し、本発明の実施例における技術案を明らかで、完全に記載し、明らかに、記載された実施例は全ての実施例ではなく、本発明の一部の実施例のみである。本発明の実施例に基づき、当業者は進歩性に値する労働をしない前提で取得された他の全ての実施例は、いずれも本発明の保護範囲に該当する。

現在、高速列車が運転する鉄道はでこぼこして、または高速列車が旋回する場合に、高速列車の車体には傾斜または揺動が生じることを避けるために、高速列車のボギーに横方向制振装置を装着でき、該横方向制振装置は、振動制御という角度から見れば、アクティブ横方向制振装置とパッシブ横方向制振装置であってもよいが、これに限定されず、アクティブ横方向制振装置は作動する際、外部エネルギーを必要するかどうかに応じて、能動アクティブ横方向制振装置と受動アクティブ横方向制振装置に分けられる。

前記能動アクティブ横方向制振装置は完全アクティブ横方向制振装置とも呼ばれ、一般的には、アクティブ力またはアクティブトルクを発生させる装置（シリンダ、エアーシリンダ、サーボモータ、電磁石）と、測定素子（加速度センサー、速度センサー、力センサーなど）と、フィードバック制御システムと、連続的にエネルギーを供給し得る一つの動力源とを有する。

前記受動アクティブ横方向制振装置はセミアクティブ横方向制振装置とも呼ばれ、エネルギーの入力がないが制御し得る減衰素子と弾性素子とを有し、受動アクティブ横方向制振装置の制振方式及び作動原理はパッシブ横方向制振装置に類似し、相違点は、パッシブ横方向制振装置のパラメータが調節されることができず、受動アクティブ横方向制振装置のパラメータが一定の範囲内で自由に調節されることができ、優れた制振効果を取得し得ることにある。

セミアクティブ横方向制振装置と完全アクティブ横方向制振装置との相違点は以下の通り、即ち、セミアクティブ横方向制振装置は減衰力の大きさのみを調節できることに対して、完全アクティブ横方向制振装置は減衰力の大きさ及び方向を調整できる。セミアクティブ横方向制振装置の核心は、実際に調整可能な減衰制振装置であり、その減衰力の大きさが一般的に絞り孔の開度を調整することで取得され、減衰力に対する制約条件は、システムが振動する際、減衰器に関わるエネルギーが全て消費されることである。

前記横方向制振装置が装着された高速列車がでこぼこの鉄道を通過しまたは旋回する場合に、アクティブ力またはアクティブトルクを発生させる装置または弾性素子によって横方向制振装置を制御し、横方向制振装置を作動させるが、前記横方向制振装置の作動はアクティブ力またはアクティブトルクを発生させる装置または弾性素子などの機械装置によって制御され、作動時間は一般的に数十秒であり、横方向制振装置の応答速度が遅くて、即時に作動できず、制御精度が劣ることを招致する。これに基づき、本出願は電磁横方向アクティブ制振システム、及びその制御方法と装置を提供し、電磁石コントローラによって電磁石アクティブ制振装置を制御し、電磁石コントローラは電磁石アクティブ制振装置を制御する時、電気制御という方式を採用し、電磁横方向アクティブ制振システムの応答速度を向上させ、電磁横方向アクティブ制振システムは高速列車の車体の、傾斜または揺動が生じる位置で即時に作動することができる。

本出願の方案は電磁横方向アクティブ制振システムに電磁石コントローラを配置することで、電磁石コントローラが取得された列車横加速度、列車位置情報及び列車速度に応じて、電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、確定された制振装置目的ギャップ値に応じて電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御し、電磁石コントローラは電磁石アクティブ制振装置を制御する時、電気制御という方式を採用し、電磁横方向アクティブ制振システムの応答速度を向上させ、電磁横方向アクティブ制振システムは高速列車の車体の、傾斜または揺動が生じる位置で即時に作動することができる。

本出願の前記目的、特徴及び利点がよりわかりやすくなるために、以下は図面と具体的な実施形態を結合して、本出願をさらに詳しく説明する。

実施例１
図１に示される電磁横方向アクティブ制振システムの構成模式図を参照し、本実施例により提出される電磁横方向アクティブ制振システムは、電磁石コントローラ１００と、横加速度センサー１０２と、電磁石アクティブ制振装置１０４と計算装置１０６とを有し、
前記電磁石コントローラ１００はそれぞれ前記横加速度センサー１０２、前記電磁石アクティブ制振装置１０４、及び前記計算装置１０６に接続される。

前記電磁横方向アクティブ制振システムにおける横加速度センサー１０２と、電磁石アクティブ制振装置１０４とが磁気浮上列車のボギーに設けられる。

前記電磁石コントローラ１００は磁気浮上列車の制御システム内に設けられ、有線または無線という方式で、横加速度センサー１０２、電磁石アクティブ制振装置１０４及び計算装置１０６に接続されることで、横加速度センサー１０２、電磁石アクティブ制振装置１０４及び計算装置１０６と、データの交換を行う。

前記電磁石コントローラ１００に類似し、前記計算装置１０６は磁気浮上列車の制御システム内に設けられる。

前記横加速度センサー１０２は磁気浮上列車の列車横加速度を取得し、取得された列車横加速度を前記電磁石コントローラ１００に送信するために用いられる。

前記計算装置１０６は前記磁気浮上列車の列車位置情報及び列車速度を取得し、取得された列車位置情報及び列車速度を前記電磁石コントローラ１００に送信するために用いられる。

前記計算装置１０６は、事前に磁気浮上列車に配置された列車位置検出センサーを介して磁気浮上列車の列車位置情報を取得し得る。

前記列車位置情報は、列車がある位置の位置座標及び／または経緯度を含む。

前記計算装置１０６は、事前に磁気浮上列車に配置された速度センサーを介して列車速度を取得し得る。

前記計算装置１０６は、従来技術における、磁気浮上列車の列車位置情報及び列車速度を取得できるいずれかのサーバ、携帯型コンピュータ、及び携帯端末を採用し得て、ここで一々贅言していない。

前記電磁石コントローラ１００は、取得された前記列車横加速度、前記列車位置情報及び前記列車速度に応じて、前記電磁石アクティブ制振装置１０４の制振装置目的ギャップ値を確定し、確定された制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置１０４を作動させるように制御するために用いられる。

具体的に、前記電磁石コントローラは、取得された前記列車横加速度、前記列車位置情報及び前記列車速度に応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、確定された制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御するために用いられ、以下のステップ（１）〜ステップ（６）を含み、
（１）磁気浮上列車の運転経路にはまだ経ていない制振点がある場合に、磁気浮上列車の経ていない制振点の制振点位置情報を取得し；
（２）前記列車位置情報及び前記制振点位置情報に応じて、前記磁気浮上列車と経ていない制振点との間の距離を演算し、演算による前記距離に応じて、前記磁気浮上列車に距離上の最も近い制振点を確定し；
（３）前記磁気浮上列車と最も近い制振点との距離、及び前記列車速度に応じて、前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点を確定し；
（４）前記列車横加速度、及び前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点に応じて、前記磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る横加速度を予測し；
（５）予測された横加速度と前記列車横加速度とが不一致である場合に、予測された前記横加速度と前記列車横加速度との差分値を演算し、演算による前記差分値を、前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の制振装置の振動オフセット慣性モーメントとし；
（６）演算による前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、前記制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御する。

前記ステップ（１）において、電磁石コントローラは事前に記憶された列車ルートマップから、経ていない制振点の制振点位置情報を取得できる。

前記制振点は、運転経路における、磁気浮上列車が旋回する位置、及び鉄道路面がでこぼこである位置を指す。運転経路における制振点は、作業者が運転経路を事前に調査した後確定され、これらの制振点の制振点位置情報を前記列車ルートマップに記憶する。

前記列車ルートマップは、制振点の制振点位置情報及び磁気浮上列車の通過状況を記録するために用いられ、磁気浮上列車の通過状況には、通過した状態と通過していない状態とが含まれ、前記通過した状態と前記通過していない状態とはそれぞれ、異なる通過状態標識によって示される。

一つの実施形態において、前記列車ルートマップにおいて、磁気浮上列車が通過した制振点には通過した状態という標識が付けられ、磁気浮上列車が通過していない制振点には通過していない状態という標識が付けられる。

従って、前記電磁石コントローラは、列車ルートマップにおける、通過していない状態という標識が付けられる制振点を検索することで、磁気浮上列車が経ていない制振点を確定できる。

前記制振点位置情報は、位置座標及び／または位置経緯度を含む。

前記ステップ（２）において、従来技術における、両点座標に応じて両点距離を演算するいずれかの方式、または従来技術における、両点の経緯度に応じて両点距離を演算するいずれかの方式を利用して、磁気浮上列車と経ていない制振点との間の距離を演算し得て、ここで贅言していない。

経ていない制振点における、磁気浮上列車との距離が最も小さい制振点を前記磁気浮上列車に距離上の最も近い制振点として確定する。

前記ステップ（３）において、以下の式で磁気浮上列車がどれくらいの時間後、最も近い制振点を経ることを演算し、即ち、
Ｔ＝Ｂ／Ａ
Ｂは磁気浮上列車と最も近い制振点との距離を示し、Ａは磁気浮上列車の列車速度を示し、Ｔは磁気浮上列車が最も近い制振点に達するために必要な時間を示す。

演算することでＴを得た後、現在時間と演算によるＴとを加算することで、前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点を取得し得る。

例えば、Ｔは２分で、現在時間は１６時２４分であれば、電磁石コントローラは、１６時２６分という時点で、磁気浮上列車が距離上の最も近い制振点を経ると確定するから、１６時２６分を通過時点として確定する。

磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る横加速度を予測するために、前記ステップ（４）は以下のステップ（４１）〜ステップ（４２）を含み：
（４１）列車横加速度と通過時点とをニューラルネットワークに入力し；
（４２）前記ニューラルネットワークによって、前記磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る前記横加速度を予測する。

前記ステップ（４２）において、従来技術における、いずれかのニューラルネットワークアルゴリズムによって、磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る前記横加速度を予測でき、ここで贅言していない。

前記ステップ（５）は以下のステップ（５１）〜ステップ（５３）を含み：
（５１）予測された横加速度と列車横加速度とが一致するかどうかを判定し、ＹＥＳであれば、フローを終了し、ＮＯであれば、ステップ（５２）を実行し；
（５２）予測された前記横加速度と前記列車横加速度との差分値を演算し；
（５３）演算による前記差分値を前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の制振装置の振動オフセット慣性モーメントとする。

前記ステップ（５３）において、前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントは、振動オフセット慣性モーメントとも呼ばれ、磁気浮上列車が旋回するまたはでこぼこの鉄道を経る際の、車体の横方向での揺動または傾斜の慣性モーメント値を示すために用いられる。

前記ステップ（６）は以下のステップ（６１）〜ステップ（６４）を含み：
（６１）振動オフセット慣性モーメントと、制振装置ギャップと、制振装置の作動時間との対応関係に応じて、前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに対応する制振装置ギャップと、制振装置の作動時間を確定し；
（６２）前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに対応する制振装置ギャップを、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値とし；
（６３）前記制振装置の作動時間、及び前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点に応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の作動時点を確定し；
（６４）時間が前記作動時点に達すると、前記制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御する。

前記ステップ（６１）において、振動オフセット慣性モーメントと、制振装置ギャップと制振装置作動時間との対応関係が事前に電磁石コントローラに記憶される。

振動オフセット慣性モーメントと、制振装置ギャップと制振装置作動時間との対応関係において、異なる振動オフセット慣性モーメントに対応する制振装置ギャップと制振装置作動時間とは、作業者が磁気浮上列車に対して、いろんな旋回テスト、及びいろんなでこぼこの鉄道を経るというテストを行った後に取得されたデータである。異なる振動オフセット慣性モーメントに対応する制振装置ギャップと制振装置作動時間とを前記電磁石コントローラに記憶する。

前記ステップ（６３）において、作動時点＝通過時点−制振装置作動時間。

例えば、制振装置作動時間は４秒であり、通過時点は１６時２６分であれば、電磁石アクティブ制振装置の作動時点は１６時２５分５６秒である。

前記電磁石コントローラ１００は、従来技術における、電磁石アクティブ制振装置１０４を制御できるいずれかのプロセッサー、マイクロプロセッサーまたはワンチップマイコンを採用すればよく、ここで一々贅言していない。

前記電磁石アクティブ制振装置１０４は、前記電磁石コントローラ１００の制御で、デフォルト位置から、前記制振装置目的ギャップ値に規定される位置に移動するために用いられる。

一つの実施形態において、電磁石アクティブ制振装置１０４は、シリンダライナと、前記シリンダライナ内に設けられる電磁ピストンとを有する。

前記電磁ピストンは、前記電磁石コントローラ１００の制御で、シリンダライナ内のデフォルト位置から、制振装置目的ギャップ値に規定される位置に移動する。

前記制振装置目的ギャップ値は、前記電磁ピストンとシリンダライナ底部との距離を示すために用いられる。

磁気浮上列車が直線運転状態にあり、運転する鉄道の路面が平坦である場合に、電磁ピストンがシリンダライナ内のデフォルト位置にあり、制振操作を必要としていない。

磁気浮上列車はまもなく旋回する、または通過しようとする鉄道がでこぼこしている場合に、前記電磁石コントローラ１００は電磁ピストンを作動させるように制御し、制振操作を行う。

好ましくは、前記電磁ピストンには弾性電磁素子が設けられてもいいため、前記電磁ピストンがシリンダライナ内の制振装置目的ギャップ値に規定される位置までに移動する場合に、弾性電磁素子が引っ張られまたは圧縮される。従って、電磁ピストンがシリンダライナ内の制振装置目的ギャップ値に規定される位置に移動した後、電磁石コントローラによる制御を必要せず、弾性電磁素子が自身の弾力を介してデフォルト形状に戻ると同時に、電磁ピストンをシリンダライナ内の制振装置目的ギャップ値に規定される位置からデフォルト位置に復帰させる。且つ、電磁ピストンがシリンダライナ内の制振装置目的ギャップ値に規定される位置からデフォルト位置に復帰する過程で、電気エネルギーが発生する。

前記のように、本実施例により提出される電磁横方向アクティブ制振システムにおいて、電磁横方向アクティブ制振システムに設けられる電磁石コントローラを介して電磁石アクティブ制振装置を制御し、関する技術における、アクティブ力またはアクティブトルクを発生させる装置または弾性素子によって横方向制振装置を制御することに比べると、電磁石コントローラは電磁石アクティブ制振装置を制御する時、電気制御という方式を採用し、電磁横方向アクティブ制振システムの応答速度を向上させ、電磁横方向アクティブ制振システムは高速列車の車体の、傾斜または揺動が生じる位置で即時に作動することができる。

電磁横方向アクティブ制振システムの制御精度を確保するために、本実施例により提出される電磁横方向アクティブ制振システムはさらに、それぞれ前記電磁石コントローラ１００と前記電磁石アクティブ制振装置１０４に接続されるギャップセンサー１０８を有し、
前記ギャップセンサー１０８は、ボギーにおける、電磁石アクティブ制振装置１０４に近接する位置に設けられ、電磁石アクティブ制振装置１０４の作動過程でのギャップ値を取得し、取得された前記ギャップ値を前記電磁石コントローラ１００に送信するために用いられ、
前記電磁石コントローラ１００はさらに、前記ギャップセンサー１０８により送信された前記ギャップ値を受信し、前記ギャップ値と前記制振装置目的ギャップ値とが一致する場合に、前記電磁石アクティブ制振装置１０４が前記制振装置目的ギャップ値に規定される位置までに移動したことを確定し、前記電磁石アクティブ制振装置１０４に対する制御を完成するために用いられる。

前記ギャップ値は、電磁石アクティブ制振装置１０４の作動過程で、電磁ピストンとシリンダライナ底部との間のギャップの大きさを指示するために用いられる。

以上の記載から分かるように、電磁横方向アクティブ制振システムにはギャップセンサーが設けられ、ギャップセンサーによって電磁石アクティブ制振装置の作動過程でのギャップ値を取得し、取得されたギャップ値を電磁石コントローラにフィードバックし、電磁石コントローラは、ギャップ値と前記制振装置目的ギャップ値とが一致すると確定すれば、電磁石アクティブ制振装置に対する制御を完成し、これによって、電磁横方向アクティブ制振システムの制御精度を向上させる。

一つの実施形態において、図２に示される電磁石アクティブ制振装置１０４とギャップセンサー１０８とが装着されたボギー１１２の構成模式図を参照する。無論、ボギー１１２は他の形態で電磁石アクティブ制振装置１０４とギャップセンサー１０８とを装着してもよく、ここで一々贅言していない。

図２から分かるように、２つのボギー１１２は対称するように磁気浮上列車の車体に配置され、各々ボギーにはいずれも対称するように２つの電磁石アクティブ制振装置１０４が設けられ、各々電磁石アクティブ制振装置１０４にはいずれも一つのギャップセンサー１０８が接続される。

電磁石コントローラが電磁石アクティブ制振装置に対する制御を完成した後、電磁石アクティブ制振装置の電磁ピストンが弾性電磁素子の作用で、シリンダライナ内の制振装置目的ギャップ値に規定される位置から、デフォルト位置に復帰し、復帰過程で電気エネルギーが発生する。電磁石アクティブ制振装置による発生した電気エネルギーを貯蔵し利用するために、本実施例により提出される電磁横方向アクティブ制振システムはさらに、前記電磁石アクティブ制振装置１０４に接続される電池１１０を有し、
前記電磁石アクティブ制振装置１０４はさらに、前記制振装置目的ギャップ値に規定される位置までに移動する場合に、前記制振装置目的ギャップ値に規定される位置から自動にデフォルト位置に戻って、その同時に電気エネルギーが発生して、発生した電気エネルギーを前記電池１１０に伝送するために用いられ、
前記電池１１０は、前記電磁石アクティブ制振装置１０４により伝送された電気エネルギーを貯蔵するために用いられる。

前記電池１１０は二次電池であってもよい。

前記電池１１０に貯蔵される電気エネルギーは、電磁石コントローラ１００が電磁石アクティブ制振装置１０４を制御する際に利用されてもよく、磁気浮上列車の他の負荷に利用されてもよい。

以上の記載から分かるように、電磁横方向アクティブ制振システムには、電磁石アクティブ制振装置に接続される電池が設けられ、電池によって電磁石アクティブ制振装置により伝送された電気エネルギーを貯蔵することで、電磁横方向アクティブ制振システムがエネルギー回収機能を有し、回収されたエネルギーが磁気浮上列車に利用され、磁気浮上列車の消費電力を低減させる。

同一の発明構想に基づき、本出願の実施例はさらに前記電磁横方向アクティブ制振システムの制御方法を提供し、本出願の実施例の方法が問題を解決するための原理は、本出願の実施例１の前記電磁横方向アクティブ制振システムに記載の電磁石コントローラの機能に類似するから、本実施例方法の実施について、前記電磁横方向アクティブ制振システムにおける電磁石コントローラの実施を参照すればよく、重複のところに対して、贅言していない。

実施例２
本実施例は電磁横方向アクティブ制振システムの制御方法を提出し、実行本体が前記実施例１における電磁横方向アクティブ制振システムの電磁石コントローラである。

図３に示される電磁横方向アクティブ制振システムの制御方法のフローチャートを参照し、本実施例により提出される電磁横方向アクティブ制振システムの制御方法は、以下の具体的なステップを有し：
ステップ３００、列車横加速度、列車位置情報及び列車速度を取得する。

前記ステップ３００において、電磁石コントローラは電磁横方向アクティブ制振システムに設けられる横加速度センサーによって磁気浮上列車の列車横加速度を取得し、電磁横方向アクティブ制振システムに設けられる計算装置によって列車位置情報と列車速度を取得する。

ステップ３０２、取得された前記列車横加速度、前記列車位置情報及び前記列車速度に応じて、電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、確定された制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御する。

具体的に、前記ステップ３０２は以下のステップ（１）〜ステップ（６）を有し：
（１）磁気浮上列車の運転経路にはまだ経ていない制振点がある場合に、磁気浮上列車の経ていない制振点の制振点位置情報を取得し；
（２）前記列車位置情報及び前記制振点位置情報に応じて、前記磁気浮上列車と経ていない制振点との間の距離を演算し、演算による前記距離に応じて、前記磁気浮上列車に距離上の最も近い制振点を確定し；
（３）前記磁気浮上列車と最も近い制振点との距離、及び前記列車速度に応じて、前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点を確定し；
（４）前記列車横加速度、及び前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点に応じて、前記磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る横加速度を予測し；
（５）予測された横加速度と前記列車横加速度とが不一致である場合に、予測された前記横加速度と前記列車横加速度との差分値を演算し、演算による前記差分値を、前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の制振装置の振動オフセット慣性モーメントとし；
（６）演算による前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、前記制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御する。

前記ステップ（４）は具体的に以下のステップ（４１）〜ステップ（４２）を有し：
（４１）前記列車横加速度と前記通過時点をニューラルネットワークに入力し；
（４２）前記ニューラルネットワークによって前記磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る前記横加速度を予測する。

前記ステップ（６）は具体的に以下のステップ（６１）〜ステップ（６４）を有し：
（６１）振動オフセット慣性モーメントと、制振装置ギャップと、制振装置の作動時間との対応関係に応じて、前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに対応する制振装置ギャップと、制振装置の作動時間を確定し；
（６２）前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに対応する制振装置ギャップを、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値とし；
（６３）前記制振装置の作動時間、及び前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点に応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の作動時点を確定し；
（６４）時間が前記作動時点に達すると、前記制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御する。

前記のように、本実施例により提出される電磁横方向アクティブ制振システムの制御方法において、電磁横方向アクティブ制振システムに設けられる電磁石コントローラを介して電磁石アクティブ制振装置を制御し、関する技術における、アクティブ力またはアクティブトルクを発生させる装置または弾性素子によって横方向制振装置を制御することに比べると、電磁石コントローラは電磁石アクティブ制振装置を制御する時、電気制御という方式を採用し、電磁横方向アクティブ制振システムの応答速度を向上させ、電磁横方向アクティブ制振システムは高速列車の車体の、傾斜または揺動が生じる位置で即時に作動することができる。

同一の発明構想に基づき、本出願の実施例はさらに、前記電磁横方向アクティブ制振システムの制御方法に対応する電磁横方向アクティブ制振システムの制御装置を提供し、本出願の実施例における装置が問題を解決するための原理は、本出願の実施例１の前記電磁横方向アクティブ制振システムに記載の電磁石コントローラの機能に類似するから、本実施例の装置の実施について、前記電磁横方向アクティブ制振システムにおける電磁石コントローラの実施を参照すればよく、重複のところに対して贅言していない。

実施例３
図４に示される電磁横方向アクティブ制振システムの制御装置の構成模式図を参照し、本実施例により提出される電磁横方向アクティブ制振システムの制御装置は、
列車横加速度、列車位置情報及び列車速度を取得するための取得モジュール４００と、
取得された前記列車横加速度、前記列車位置情報及び前記列車速度に応じて、電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、確定された制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御するための制御モジュール４０２とを有する。

本実施例において、前記制御モジュール４０２は具体的に、
磁気浮上列車の運転経路にはまだ経ていない制振点がある場合に、磁気浮上列車の経ていない制振点の制振点位置情報を取得し、
前記列車位置情報及び前記制振点位置情報に応じて、前記磁気浮上列車と経ていない制振点との間の距離を演算し、演算による前記距離に応じて、前記磁気浮上列車に最も近い制振点を確定し、
前記磁気浮上列車と最も近い制振点との距離、及び前記列車速度に応じて、前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点を確定し、
前記列車横加速度、及び前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点に応じて、前記磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る横加速度を予測し、
予測された横加速度と前記列車横加速度とが不一致である場合に、予測された前記横加速度と前記列車横加速度との差分値を演算し、演算による前記差分値を、前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の制振装置の振動オフセット慣性モーメントとし、
演算による前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、前記制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御するために用いられる。

好ましくは、前記制御モジュール４０２は、前記列車横加速度、及び前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点に応じて、前記磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る横加速度を予測するために用いられており、
前記列車横加速度と前記通過時点をニューラルネットワークに入力することと、
前記ニューラルネットワークによって、前記磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る前記横加速度を予測することとを含む。

好ましくは、前記制御モジュール４０２は、演算による前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、前記制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御するために用いられ、
振動オフセット慣性モーメントと、制振装置ギャップと、制振装置の作動時間との対応関係に応じて、前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに対応する制振装置ギャップと、制振装置の作動時間を確定することと、
前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに対応する制振装置ギャップを、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値とすることと、
前記制振装置の作動時間、及び前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点に応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の作動時点を確定することと、
時間が前記作動時点に達すると、前記制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御することとを含む。

前記のように、本実施例により提出される電磁横方向アクティブ制振システムの制御装置において、電磁横方向アクティブ制振システムに設けられる電磁石コントローラを介して電磁石アクティブ制振装置を制御し、関する技術における、アクティブ力またはアクティブトルクを発生させる装置または弾性素子によって横方向制振装置を制御することに比べると、電磁石コントローラは電磁石アクティブ制振装置を制御する時、電気制御という方式を採用し、電磁横方向アクティブ制振システムの応答速度を向上させ、電磁横方向アクティブ制振システムは高速列車の車体の、傾斜または揺動が生じる位置で即時に作動することができる。

開示された実施例に対する前記説明によって、当業者は本発明を実現しまたは利用できる。これらの実施例に対するいろんな補正は、当業者にとって自明であり、本明細書に定義された一般的な原理は、本発明の精神または範囲から逸脱しない場合に、他の実施例で実現されることができる。従って、本発明は本明細書に示されたこれらの実施例に限定されず、本明細書に開示された原理及び新規な特徴と一致する幅広い範囲に合わせる。

１００・・・電磁石コントローラ；
１０２・・・横加速度センサー；
１０４・・・電磁石アクティブ制振装置；
１０６・・・計算装置；
１０８・・・ギャップセンサー；
１１０・・・電池；
１１２・・・ボギー；
４００・・・取得モジュール；
４０２・・・制御モジュール。

Claims

電磁石コントローラと、横加速度センサーと、電磁石アクティブ制振装置と計算装置とを有する電磁横方向アクティブ制振システムであって、
前記電磁石コントローラはそれぞれ前記横加速度センサー、前記電磁石アクティブ制振装置、及び前記計算装置に接続され、
前記横加速度センサーは磁気浮上列車の列車横加速度を取得し、取得された列車横加速度を前記電磁石コントローラに送信するために用いられ、
前記計算装置は、前記磁気浮上列車の列車位置情報と列車速度を取得し、取得された列車位置情報と列車速度を前記電磁石コントローラに送信するために用いられ、
前記電磁石コントローラは、取得された前記列車横加速度、前記列車位置情報及び前記列車速度に応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、確定された制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御するために用いられ、
前記電磁石アクティブ制振装置は、前記電磁石コントローラの制御で、デフォルト位置から、前記制振装置目的ギャップ値に規定される位置に移動するために用いられることを特徴とする電磁横方向アクティブ制振システム。
前記電磁石コントローラは、取得された前記列車横加速度、前記列車位置情報及び前記列車速度に応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、確定された制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御するために用いられており、
磁気浮上列車の運転経路にはまだ経ていない制振点がある場合に、磁気浮上列車の経ていない制振点の制振点位置情報を取得することと、
前記列車位置情報及び前記制振点位置情報に応じて、前記磁気浮上列車と経ていない制振点との間の距離を演算し、演算による前記距離に応じて、前記磁気浮上列車に最も近い制振点を確定することと、
前記磁気浮上列車と最も近い制振点との距離、及び前記列車速度に応じて、前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点を確定することと、
前記列車横加速度、及び前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点に応じて、前記磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る横加速度を予測することと、
予測された横加速度と前記列車横加速度とが不一致である場合に、予測された前記横加速度と前記列車横加速度との差分値を演算し、演算による前記差分値を、前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の制振装置の振動オフセット慣性モーメントとすることと、
演算による前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、前記制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御することと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の電磁横方向アクティブ制振システム。
前記電磁石コントローラは、前記列車横加速度、及び前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点に応じて、前記磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る横加速度を予測するために用いられており、
前記列車横加速度と前記通過時点をニューラルネットワークに入力することと、
前記ニューラルネットワークによって前記磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る前記横加速度を予測することと、を含むことを特徴とする請求項２に記載の電磁横方向アクティブ制振システム。
前記電磁石コントローラは、演算による前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、前記制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御するために用いられており、
振動オフセット慣性モーメントと、制振装置ギャップと、制振装置の作動時間との対応関係に応じて、前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに対応する制振装置ギャップと、制振装置の作動時間を確定することと、
前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに対応する制振装置ギャップを、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値とすることと、
前記制振装置の作動時間、及び前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点に応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の作動時点を確定することと、
時間が前記作動時点に達すると、前記制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御することと、を含むことを特徴とする請求項２に記載の電磁横方向アクティブ制振システム。
さらに、それぞれ前記電磁石コントローラと前記電磁石アクティブ制振装置とに接続されるギャップセンサーを有し、
前記ギャップセンサーは、電磁石アクティブ制振装置の作動過程でのギャップ値を取得し、取得された前記ギャップ値を到前記電磁石コントローラに送信するために用いられ、
前記電磁石コントローラはさらに、前記ギャップセンサーにより送信された前記ギャップ値を受信し、前記ギャップ値と前記制振装置目的ギャップ値とが一致する場合に、前記電磁石アクティブ制振装置が前記制振装置目的ギャップ値に規定される位置に移動したと確定し、前記電磁石アクティブ制振装置に対する制御を完成するために用いられることを特徴とする請求項１に記載の電磁横方向アクティブ制振システム。
さらに、前記電磁石アクティブ制振装置に接続される電池を有し、
前記電磁石アクティブ制振装置はさらに、前記制振装置目的ギャップ値に規定される位置までに移動した場合に、前記制振装置目的ギャップ値に規定される位置から自動にデフォルト位置に戻って、その同時に電気エネルギーが発生し、発生した電気エネルギーを前記電池に伝送するために用いられ、
前記電池は、前記電磁石アクティブ制振装置によって伝送された電気エネルギーを貯蔵するために用いられることを特徴とする請求項１に記載の電磁横方向アクティブ制振システム。
電磁横方向アクティブ制振システムの制御方法であって、
列車横加速度、列車位置情報及び列車速度を取得することと、
取得された前記列車横加速度、前記列車位置情報及び前記列車速度に応じて、電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、確定された制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御することと、を含むことを特徴とする電磁横方向アクティブ制振システムの制御方法。
取得された前記列車横加速度、前記列車位置情報及び前記列車速度に応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、確定された制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御することは、
磁気浮上列車の運転経路にはまだ経ていない制振点がある場合に、磁気浮上列車の経ていない制振点の制振点位置情報を取得することと、
前記列車位置情報及び前記制振点位置情報に応じて、前記磁気浮上列車と経ていない制振点との間の距離を演算し、演算による前記距離に応じて、前記磁気浮上列車に最も近い制振点を確定することと、
前記磁気浮上列車と最も近い制振点との距離、及び前記列車速度に応じて、前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点を確定することと、
前記列車横加速度、及び前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点に応じて、前記磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る横加速度を予測することと、
予測された横加速度と前記列車横加速度とが不一致である場合に、予測された前記横加速度と前記列車横加速度との差分値を演算し、演算による前記差分値を、前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の制振装置の振動オフセット慣性モーメントとすることと、
演算による前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、前記制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御することと、を含むことを特徴とする請求項７に記載の電磁横方向アクティブ制振システムの制御方法。
前記列車横加速度、及び前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点に応じて、前記磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る横加速度を予測することは、
前記列車横加速度と前記通過時点をニューラルネットワークに入力することと、
前記ニューラルネットワークによって前記磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る前記横加速度を予測することと、を含むことを特徴とする請求項８に記載の電磁横方向アクティブ制振システムの制御方法。
演算による前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、前記制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御することは、
振動オフセット慣性モーメントと、制振装置ギャップと、制振装置の作動時間との対応関係に応じて、前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに対応する制振装置ギャップと、制振装置の作動時間を確定することと、
前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに対応する制振装置ギャップを、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値とすることと、
前記制振装置の作動時間、及び前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点に応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の作動時点を確定することと、
時間が前記作動時点に達すると、前記制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御することと、を含むことを特徴とする請求項８に記載の電磁横方向アクティブ制振システムの制御方法。
電磁横方向アクティブ制振システムの制御装置であって、
列車横加速度、列車位置情報及び列車速度を取得するための取得モジュールと、
取得された前記列車横加速度、前記列車位置情報及び前記列車速度に応じて、電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、確定された制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御するための制御モジュールとを有することを特徴とする電磁横方向アクティブ制振システムの制御装置。
前記制御モジュールは具体的に、
磁気浮上列車の運転経路にはまだ経ていない制振点がある場合に、磁気浮上列車の経ていない制振点の制振点位置情報を取得し、
前記列車位置情報及び前記制振点位置情報に応じて、前記磁気浮上列車と経ていない制振点との間の距離を演算し、演算による前記距離に応じて、前記磁気浮上列車に最も近い制振点を確定し、
前記磁気浮上列車と最も近い制振点との距離、及び前記列車速度に応じて、前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点を確定し、
前記列車横加速度、及び前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点に応じて、前記磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る横加速度を予測し、
予測された横加速度と前記列車横加速度とが不一致である場合に、予測された前記横加速度と前記列車横加速度との差分値を演算し、演算による前記差分値を、前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の制振装置の振動オフセット慣性モーメントとし、
演算による前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、前記制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御するために用いられることを特徴とする請求項１１に記載の電磁横方向アクティブ制振システムの制御装置。
前記制御モジュールは、前記列車横加速度、及び前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点に応じて、前記磁気浮上列車の、最も近い制振点を経る横加速度を予測するために用いられており、
前記列車横加速度と前記通過時点をニューラルネットワークに入力することと、
前記ニューラルネットワークによって前記磁気浮上列車の最も近い制振点を経る前記横加速度を予測することと、を含むことを特徴とする請求項１２に記載の電磁横方向アクティブ制振システムの制御装置。
前記制御モジュールは、演算による前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値を確定し、前記制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御するために用いられており、
振動オフセット慣性モーメントと、制振装置ギャップと、制振装置の作動時間との対応関係に応じて、前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに対応する制振装置ギャップと、制振装置の作動時間を確定することと、
前記制振装置の振動オフセット慣性モーメントに対応する制振装置ギャップを、前記電磁石アクティブ制振装置の制振装置目的ギャップ値とすることと、
前記制振装置作動時間と、前記磁気浮上列車が最も近い制振点を経る際の通過時点に応じて、前記電磁石アクティブ制振装置の作動時点を確定することと、
時間が前記作動時点に達すると、前記制振装置目的ギャップ値に応じて前記電磁石アクティブ制振装置を作動させるように制御することと、を含むことを特徴とする請求項１２に記載の電磁横方向アクティブ制振システムの制御装置。