[实用新型]磁浮车辆控制系统

说明书

一种磁浮车辆控制系统，应用于磁浮车辆技术领域，包括：摆杆悬挂系统、侧向可变阻尼缓冲支撑系统、摆杆悬挂反馈控制系统和前馈系统，摆杆悬挂系统包括摇枕、摆杆和摆杆橡胶支撑，摆杆通过球铰方式与摇枕和摆杆橡胶支撑连接，侧向可变阻尼缓冲支撑系统包括摇枕、横向磁流变阻尼器和侧向支撑座，横向磁流变阻尼器与摇枕和侧向支撑座以球铰方式连接，反馈控制系统包括控制器、固定在摇枕上的倾角传感器、固定在摆杆上的摆杆称重传感器、固定在侧向支撑座和摇枕上的加速度传感器，前馈系统包含前述控制器、导向电磁铁的间隙传感器和悬浮电磁铁的间隙传感器，控制器根据传感器输入，计算输出至阻尼器的控制电流，消减振动。

技术领域

本实用新型涉及磁浮车辆技术领域，尤其涉及一种磁浮车辆控制系统。

背景技术

车辆的横向振动与车速和轨道的长波平顺性成正相关。高速磁浮交通系统的载客运行速度高、转弯半径小和弯道通过速度高，决定了高速磁浮交通系统对车辆平稳性的要求高于其他车辆。

现有的高速磁浮交通系统在全速运行、小半径转弯、轨道梁沉降不均等极端条件综合下，车内乘客感知的横向振动加速度和振动幅值较大，舒适性体验不佳。现有的车辆悬挂系统采用橡胶弹簧被动横向减振策略。橡胶弹簧被动减振阻尼和刚度已确定，对来于电磁铁与轨道间的振动减振能力不足，响应频段窄，减振能力有限。同时橡胶材料的阻尼和刚度易受环境温度和老化等因素影响而削弱横向减振能力。

相比被动减振系统外，减振能力较佳方式的有主动减振、半主动减振。高速磁浮交通系统要求在振动控制系统完全失效后依靠物理规律依然能保证车辆的安全。因此，从安全的角度上考虑，结构复杂、能量消耗大、失效后可能失稳、安全性难保证的主动振动控制较难满足高速磁浮交通系统的安全要求。适合高速磁浮交通系统的理想振动控制方法是半主动振动控制。半主动振动控制采用磁流变等智能材料的变阻尼器减振器具有明显的优势。

磁流变材料是一种可以通过外置或嵌入内置磁场控制其阻尼和刚度的智能材料，其刚度和阻尼可在毫秒时间内无级变化调节，是半主动控制的理想材料。

由于磁浮车辆的运行速度快，振动变化快，要求阻尼器对振动反应快，因此对控制器的信号滞后要求高。如果能将车轨耦合的横向振动提前预测和前馈反应给控制器，有利于控制横向振动，减低对控制系统延迟的要求。

单节磁浮车辆的走行部有8对共计16点悬挂，车辆走行部与轨道面是面和面之间的耦合关系，车厢自身可视为有限长薄圆筒，16点悬挂前后左右相互影响和干扰，是相互之间耦合的柔性系统。因此，决定了磁浮车辆的悬挂振动控制系统与其他类型的车辆振动控制系统差异较大且更为复杂，决定了各个悬挂点的阻尼力不能按其他交通工具解耦方式处理。

此外，高速磁浮车辆运行时与地面处于相对浮动状态，相比其他与地面接触的交通系统，车辆的空间姿态确定相对困难，需要用车辆零部件之间的相对位置关系来确定悬挂点上下走行机构和车厢之间的相对运动趋势，进而通过对阻尼器参数的控制达到减轻车厢振动的目的。

综上所述，现有技术存在的技术问题是：

(1)现有的磁浮车辆的横向减振系统是一种被动性减振系统，适应多变的线路系统能力弱，减振能力有限，频率响应范围窄，乘客体验欠佳。

(2)由于磁浮系统的多悬挂点之间的高度耦合，以及磁浮车辆悬挂系统的结构不同，现有的其他行业单点解耦方式半主动悬挂减振控制系统不能应用于高速磁浮系统。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种磁浮车辆控制系统，可解决上述至少一种技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种磁浮车辆控制系统，包括：

摆杆悬挂系统、侧向可变阻尼缓冲支撑系统和摆杆悬挂反馈控制系统；