[发明专利]一种用于超导电动悬浮系统阻尼器的仿真模型及仿真方法

权利要求书

1.一种用于超导电动悬浮系统阻尼器的仿真模型，其特征在于，包括：

仿真电路以及阻尼线圈等效载荷；

所述仿真电路包括：阻尼线圈模块、控制模块及逆变电路；其中，

所述阻尼线圈模块用于提供垂向速度至控制模块；所述垂向速度表征阻尼器在垂直方向的速度；

所述控制模块用于根据所述垂向速度生成第一开关信号以控制所述逆变电路；

所述逆变电路用于根据所述第一开关信号输出相应的输入电流至所述阻尼线圈模块以及所述阻尼线圈等效载荷；

所述阻尼线圈模块用于根据所述输入电流生成阻尼力；

所述阻尼线圈等效载荷用于根据所述输入电流模拟阻尼器的电气特性。

2.根据权利要求1所述的一种用于超导电动悬浮系统阻尼器的仿真模型，其特征在于，所述阻尼线圈模块还用于提供纵向速度和/或导向速度至控制模块；

所述控制模块还用于接收纵向速度和/或导向速度并根据所述纵向速度和/或导向速度生成第二开关信号；

所述逆变电路还用于根据所述第一开关信号以及第二开关信号输出相应的输入电流至所述阻尼线圈等效载荷及阻尼线圈模块。

3.根据权利要求1所述的一种用于超导电动悬浮系统阻尼器的仿真模型，其特征在于，所述逆变电路为单项全桥逆变电路，所述控制模块输出的第一开关信号控制所述单项全桥逆变电路中的两对桥臂的导通与关断以控制所述逆变电路。

4.根据权利要求1所述的一种用于超导电动悬浮系统阻尼器的仿真模型，其特征在于，所述控制模块包括：指令电流模块、PI控制模块以及高频调制模块；

所述指令电流模块接收所述垂向速度并生成参考电流后输出至PI控制模块；

所述PI控制模块接收所述逆变电路反馈的输入电流，并将所述输入电流与参考电流进行比较后输出指令信息；

所述高频调制模块接收所述指令信息，并对所述指令信息进行调制以生成第一开关信号，所述第一开关信号为方波信号。

5.根据权利要求1所述的一种用于超导电动悬浮系统阻尼器的仿真模型，其特征在于，通过有限元法建立所述阻尼线圈模块以模拟阻尼器在运动中的磁场变化和/或载荷变化。

6.根据权利要求1所述的一种用于超导电动悬浮系统阻尼器的仿真模型，其特征在于，所述仿真电路具有第一步长step1，所述仿真模型具有第二步长step2，所述第二步长step2大于第一步长step1；

根据所述第一步长step1以及第二步长step2获得第三步长step3，并将所述第三步长step3作为所述仿真模型的步长，所述第三步长step3＝N-1，其中

7.一种用于超导电动悬浮系统阻尼器的仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

阻尼线圈模块提供垂向速度至控制模块；所述垂向速度表征阻尼器在垂直方向的速度；

控制模块根据所述垂向速度生成第一开关信号以控制逆变电路；

所述逆变电路根据所述第一开关信号输出相应的输入电流至所述阻尼线圈模块以及阻尼线圈等效载荷；

所述阻尼线圈模块用于根据所述输入电流生成阻尼力；

所述阻尼线圈等效载荷根据所述输入电流模拟阻尼器的电气特性。

8.根据权利要求7所述的一种用于超导电动悬浮系统阻尼器的仿真方法，其特征在于，阻尼线圈模块提供垂向速度至控制模块包括：

解析所述阻尼线圈模块的垂向力；所述垂向力为阻尼器在垂直方向的受力；

根据所述垂向力获取垂向加速度；

根据所述垂向加速度获取所述阻尼线圈的垂向速度并提供至所述控制模块。

9.根据权利要求7所述的一种用于超导电动悬浮系统阻尼器的仿真方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述逆变电路将T-1时刻的所述输入电流反馈至所述阻尼线圈模块；

所述阻尼线圈模块依据T-1时刻的输入电流以及垂向速度获取T时刻的垂向速度；

所述阻尼线圈模块将T时刻的所述垂向速度输入至所述控制模块。

10.根据权利要求9所述的一种用于超导电动悬浮系统阻尼器的仿真方法，其特征在于，所述方法还包括：

依据T-1时刻的输入电流以及垂向位移获取T时刻的垂向位移；

根据T时刻的垂向位移以及垂向速度以模拟阻尼器的运动状态。