磁浮控制系統

磁浮控制系統

磁浮控制系統又叫懸浮控制系統,它包括感測器、控制器、電磁鐵等部分,其中控制器是整個懸浮控制系統的核心部分,它接收來自感測器的間隙、加速度以及電流等信號,根據控制算法生成控制信號從而使得電磁鐵和軌道之間保持穩定的間隙。懸浮控制器是磁浮列車的核心部分,是決定磁浮列車性能的一個關鍵部件。

基本介紹

  • 中文名:磁浮控制系統
  • 外文名:Maglev control system
  • 套用:磁懸浮列車
簡介,作用,控制方案,分散控制,集中控制,影響因素,系統模型的影響,信號噪聲的影響,模數轉換採樣量化誤差的影響,車軌共振的影響,不足,

簡介

磁浮控制是磁浮列車的核心技術,其他子系統必須在穩定懸浮的基礎上設計。磁浮控制系統必須在各種條件下保證系統的穩定懸浮,並具有較強的抗干擾能力。由於懸浮系統的複雜性和不確定性,懸浮控制也是磁浮系統的關鍵技術。

作用

1、保證系統穩定懸浮。懸浮控制系統必須能夠在各種條件下保證系統的穩定懸浮,送是磁浮列車技術最基本的要求。但是,EMS型磁浮列車的懸浮系統具有較強的非線性和不穩定性,系統必須施加主動控制才能霸重察實現穩定懸浮。
2、具備較強的抗干擾能力。懸浮控制系統在工作過程中會受到懸浮磁場變化、電磁福射、電磁力的脈動、軌道的不規則變化、乘客數量引起的負載變化等干擾,懸浮控制系統必須能夠對送些干擾具有良好的魯棒性。
3、保證列車具有較好的乘坐舒適性、較大的承載能力、較高的運行效率和可靠性以及較強的與周圍環境的兼容性等。由於車軌共振、軌道坡道、彎道等因素,磁浮列車在運譽籃行時必須有效抑制軌道共振、較好地實現對坡道的有效跟蹤付淋灑永,同時必須具有良好的承載能力和較高的運行效率。這樣,磁浮列車才能在與輪軌、汽車等交通工具中脫穎而出。

控制方案

分散控制

對磁輪或懸浮架結構的懸浮系統做到模組間的機械解耦,將模組內部兩組電磁鐵等效為兩個完全獨立的單獨電磁鐵,形成分散控制。由於單個電磁鐵是懸浮系統的最基本單元,所以大多數的控制算法都是基於單鐵懸浮進行研究的。

集中控制

由於懸浮架同一模組的兩個點解耦後仍存在較強的力耦合,模組一端的運動對另一端有影響,採用分散控制,無法提高控制性能。而集中控制就是在模組模型的基礎上設計解耦算法,以削弱相互之間的運動影響,從而達到系統的穩定控制。

影響因素

系統模型的影響

懸浮控制系統是一個典型的非線性系統,通常的做法是系統在平衡點處線性化後,設計線性系統控制器。這就不可避免地使控制器的適用範圍變窄,從而造成系統性能的降低。

信號噪聲的影響

在試驗過程中可觀察到輸入信號中常常混入了高頻雜波成分,這樣在對相應信號進行處理時,高頻雜波就淹沒了有效信號,導致系統無法正常工作。這些噪聲包括地線噪聲、反射噪聲以及串繞噪聲等。

模數轉換採樣量化誤差的影響

數字控制系統涉及到模數轉換的問題。無論所使用的A/D轉換器的解析度多高,由於採樣時量化誤差的存在,總要損失一部分有用信息,而送些有用的信息可能就是影響系統穩定性的因素。

車軌共振的影響

磁浮列車系統由彈性支撐的軌道、懸浮電磁鐵、直線感應電機、懸浮架等部件組成,軌道及梁的結構頻率(即固有頻率)對整車運行的性能具有重要的影響。當軌道的結構頻率接近控制電磁鐵的調節頻率抹邀姜時,整個系統將產生共振,您擔催會影響系統的穩定性和乘坐的舒適性。

不足

1、磁浮系統對線圈和電源系統的可靠性要求較高,耗電量較大。由於磁浮系統中的電磁為提戲滲局滲供了懸浮和導向兩種功能,因此提高電線圈和電源系統的可靠性很重要。
2、常導浮技術的懸浮高度較低,一般為8-10mm,因此對線路的平整度、路基下沉重量及機械式道岔結構提出的要求較高。
3、磁浮車輛長度較短,一般在15m左右,載客朵故微量不局,每節車輛定員約為100人左右,不能承擔高運量和大運量的運營任務。

不足

1、磁浮系統對線圈和電源系統的可靠性要求較高,耗電量較大。由於磁浮系統中的電磁為提供了懸浮和導向兩種功能,因此提高電線圈和電源系統的可靠性很重要。
2、常導浮技術的懸浮高度較低,一般為8-10mm,因此對線路的平整度、路基下沉重量及機械式道岔結構提出的要求較高。
3、磁浮車輛長度較短,一般在15m左右,載客量不局,每節車輛定員約為100人左右,不能承擔高運量和大運量的運營任務。

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