[发明专利]一种应用于中高速磁浮列车的数据融合方法

说明书

本发明公开了一种应用于中高速磁浮列车的数据融合方法。本发明的目的本发明的目的是为了解决现有技术中的磁悬浮测速定位系统方法检测精度不够，噪声过多，无法得到精确的实时速度的问题。本发明完成了对中高速磁悬浮测速定位系统的滤波，且应用的滤波方案便于使用且不受环境影响，便于仿真，且精度具有较大的提升。

技术领域

本发明涉及一种应用于中高速磁浮列车的数据融合方法。

背景技术

近年来，我国轨道交通行业发展迅速，磁悬浮已经成为很多城市轨道交通的建设重点和热点之一，近来年，建设了诸如长沙黄花机场-长沙高铁南站等磁悬浮专线。由此可见，磁悬浮已经慢慢发展成为城市轨道交通建设的重要一环对于中速磁悬浮(最高时速为120-200km)，目前由湖南省政府与国防科技大学联合成立的湖南省磁浮技术研究中心正在对160km/h时速的中速磁浮进行研发；对于高速磁悬浮(最高时速在 200km以上)，国家从“十五”开始，对高速磁浮的研发进行重点扶持，2010年4月，国家磁浮中心进行总体设计，成都飞机公司制造了首节国产高速磁浮列车。对于超高速磁浮(最高时速在500km以上)，我国的中车集团在国家重点研发计划的支持下，已着手进行超高速磁浮的关键技术研究。1934年，德国工程师赫尔曼·肯佩尔申请了磁悬浮的首次专利；1977年，德国已开发出各种类型的磁悬浮系统，并决定选择长定子驱动和电磁悬浮系统的技术路线(即后来上海高速磁浮采用的Transrapid系统)。日本方面，2005 年开通世界首条中低速磁浮运营线路。2015年山梨试验线(超导高速磁浮)跑到时速603km，正在修建时速505km的高速磁浮中央新干线。韩国2016年仁川机场中低速磁浮线，开始在仁川机场至龙游车辆基地区间进行试运行，磁悬浮相关技术作为近年来的热门轨道交通事业研究内容引起了社会的广泛讨论与研究。其中，提高其测速定位精度问题成为其重要的研究方向之一，本专利就如何提高磁悬浮测速定位精度问题提出了应用方法新思路。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的磁悬浮测速定位系统方法检测精度不够，噪声过多，无法得到精确的实时速度的问题。

本发明的技术方案是：

根据磁浮列车运动速度规律搭建simulink仿真模型；根据滤波算法，进行编程；建立噪声模型，引入列车运动速度模型；根据所述的运动速度轨迹整体进行simulink仿真并得到结果。

目前在磁浮列车上主要使用的定位方法是1)感应定子磁极测速。利用感应到的定子磁极信号源，速度低时通过信号上升沿和下降沿测算速度，速度高时通过计数接收脉冲测算速度。(2)感应编码器绝对定位。在轨道沿线间隔一定距离安装一个感应编码器信号源，实现对列车的绝对定位，在两个感应编码器区间则依靠累积感应长定子磁极测速的积分来实现相对定位。这两种方法目前来说易损耗且消费和维护成本较高，实时速度与连续位置信号对于磁浮列车的牵引控制以及运行控制都是极为重要的参数，但单一的速度和位置信号来源，难以满足系统可靠性需求；另一方面，磁悬浮系统存在车轨距离加大，电磁耦合精度降低，且运行速度较快的问题，传统的轨道电路方法难以满足高精度测量要求。利用脉宽编码式绝对定位器实现磁悬浮列车的绝对定位，优点在于磁浮列车绝对定位完全独立工作，不受外界因素干扰，能可靠，实时的获得列车位置信息，这一点具有参考意义。然而此文章中提出的方案，修正误差值不够精准，达不到高精度要求。

在此基础上，提出拟采用组合导航系统进行定位测速，即北斗—惯导组合导航系统。组合导航具有高精度，高可靠性，高自动化性等优点。但是惯导系统由于其导航信息由积分过程获得，定位误差随时间增大导致得到的结果不精准。如何减小误差获得更加准确的信息成为我们研究的目标。