[发明专利]一种超导磁浮车辆试验运行关键参数车载检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及超导磁浮车辆试验运行参数测量领域，具体涉及一种超导磁浮车辆试验运行参数实时检测方法。

背景技术

传统的轮轨粘着式铁路利用车轮与钢轨的粘着力使列车前进，而其粘着系数随着速度的增加而减小，走行阻力随着速度的增加而加大。当速度超过粘着系数曲线和走行阻力曲线的交点时，速度就不可能再进一步提高。与轮轨列车相比，磁悬浮列车具有更加安全、振动噪声更小、能耗更低等优势。磁悬浮超高速车辆经过几十年的研究和试验，已取得了重大的进展，特别是超导磁悬浮技术的突破性进展，极大的促进了磁悬浮列车技术的研究。

世界首辆载人高温超导磁悬浮实验车2000年诞生于我国西南交通大学，此后开展的大量针对悬浮、导向和驱动方面的研究工作大大推进了高温超导磁悬浮列车的实用化发展。除了上述三大核心技术外，在实际运行中的超导磁浮车运行状态参数监测，如车辆悬浮高度、悬浮重量、运行速度、加速度、运行方向、位置、车体偏移等，一方面能够直观地实时反映超导磁浮车的悬浮性能，增加与乘客的互动；另一方面检测到的运行状态参数为超导磁浮车的控制提供反馈，以实现车辆的加减速和定点停车等功能。与传统轮轨车辆技术相比，超导磁浮车具有其特殊性：悬浮和导向通过车载超导磁悬浮装置与永磁轨道相互作用实现，驱动采用大气隙直线电机完成。目前，高温超导磁悬浮车尚处于实验室阶段，还没有成熟可靠的运行监测系统可供参考。

发明内容

本发明的目的在于满足超导磁浮车辆技术研究过程对关键参数检测的需要，提供一种磁悬浮试验车辆传感器布置方案和参数检测方法。通过此方法，不仅可以满足磁悬浮试验车辆测试的特殊要求，而且可以简化其关键参数测试的复杂度，提高测试精度。

本发明的目的是通过如下的手段实现的。

一种超导磁浮车辆试验运行关键参数车载检测系统，包括安装在磁悬浮车辆上的传感器系统、采集和处理传感器系统数据的车载检测系统；传感器系统布置在试验车辆底板及转向架上，所采集到的信号接入车载检测系统。

所述的传感器系统包括加速度传感器、速度传感器、位移传感器、力传感器和倾角仪。其中，加速度传感器和倾角仪安装在车体底板中部位置，检测车体横向和纵向加速度；速度传感器安装在转向架底部，检测车辆运行实时速度；位移传感器安装转向架底部，倾角仪安装在转向架中心，检测车体悬浮高度；力传感器安装在车体底板与转向架连接处，检测车体悬浮重量。

所述车载检测系统包括控制模块、电源模块、信号采集模块、无线传输模块和大容量存储器；大容量存储器、电源模块和信号采集模块分别与控制模块连接；受控制模块的控制，车上各传感器信号经过信号采集模块采集，存储到大容量的存储器中并同时通过无线数据传输模块发送到主控服务器。

本发明提供一种磁悬浮试验车辆传感器布置方案和参数检测方法。采用本发明的布置，不仅可以满足磁悬浮试验车辆测试的特殊要求，而且可以简化其关键参数测试的复杂度，提高测试精度。

附图说明

图1是本发明的检测系统的结构示意图

图2是本发明的车载检测系统的结构示意图

具体实施方式

下面，将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案、计算方法进行清楚的、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分具体实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

悬浮重量测试：在转向架和超导悬浮装置之间布置力传感器，每个超导悬浮装置上布置3个力传感器。

车体离心力测试和纵向加速度测试：在车体底部中心布置加速度传感器和倾角仪。

悬浮高度测试：在每个超导悬浮装置内侧安装激光位移传感器，方向竖直向下。

速度测试：在转向架上布置调制光发射设备和调制光接收检测设备，后端接入脉冲检测设备。

数据检测与传输：在车体内部布置车载检测系统，其中包含无线数据传输模块和电源模块。

1、悬浮重量测试：

每个力传感器测得的重力与所有超导悬浮装置自身重量之和，即为悬浮重量。

其中，w_di为单个超导悬浮装置重量，w_i为每个称重传感器输出，n为超导悬浮装置个数。

2、车体离心力测试和纵向加速度测试：

由三轴高精度倾角仪的输出车体姿态矩阵与加速度传感器的输出的三向加速度a_b联合推导出车体的实时三向加速度