[发明专利]用于永磁电磁混合型磁浮系统的电流积分控制方法

权利要求书

1.一种用于永磁电磁混合型磁浮系统的电流积分控制方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1、确定平衡点的稳定范围；

根据永磁电磁混合型磁浮系统的数学模型，

                            （1）

获得降落平衡点、吸死平衡点和悬浮平衡点的稳定范围；

平衡点A表示降落平衡点，间隙为最大值；

平衡点B表示吸死平衡点，间隙为零；

平衡点C表示悬浮平衡点；

步骤2、判断平衡点的切换是否收到了控制指令，若悬浮系统在控制指令的作用下进行平衡点之间的切换，则执行步骤3，若悬浮系统在没有控制指令时自动完成平衡点之间的切换，则执行步骤6；

步骤3、判断悬浮系统的状态，若是起浮过程，则执行步骤4，若是降落过程，则执行步骤5；

步骤4、控制悬浮系统从降落平衡点切换到悬浮平衡点，悬浮系统中的稳定控制器给磁铁两端施加电压，该电压导致磁铁中的电流随时间的变化率大于降落平衡点A的稳定范围内电流随时间的变化率的最大值，则悬浮系统脱离降落平衡点A的稳定范围，进入悬浮平衡点C的稳定范围，并保持在悬浮平衡点C；

步骤5、控制悬浮系统从悬浮平衡点切换到降落平衡点，悬浮系统改变积分器的工作方式，使积分器不再对电流进行积分，而是按照固定的速率逐渐衰减，悬浮系统在稳定控制器的作用下还可以保持稳定，但是间隙会逐渐加大，直至系统脱离悬浮平衡点C的稳定范围，进入降落平衡点A的稳定范围，悬浮系统就被转移到降落平衡点；

步骤6、克服吸死，使悬浮系统回复到悬浮平衡点；

选择执行步骤6.1，或者步骤6.2，或者步骤6.3；

步骤6.1、增大积分时间常数；

步骤6.2、将电流积分器的值清零；

步骤6.3、增加间隙积分。

2.如权利要求1所述的用于永磁电磁混合型磁浮系统的电流积分控制方法，其特征在于，所述的步骤1中，

由稳定边界A所包含的区域就是降落平衡点A的稳定范围，只要悬浮状态在该范围内变化，就会回复到降落平衡点A；

由稳定边界B所包含的区域就是吸死平衡点B的稳定范围，只要悬浮状态在该范围内变化，就会回复到吸死平衡点B；

稳定边界A和稳定边界B均不包含的区域，就是悬浮平衡点C的稳定范围，只要悬浮状态在该范围内变化，就会回复到悬浮平衡点C。

3.如权利要求1所述的用于永磁电磁混合型磁浮系统的电流积分控制方法，其特征在于，在所述的步骤5中，在悬浮系统进入降落平衡点的稳定范围后，同时切断磁铁两端的电压，使悬浮系统在重力的作用下快速可靠地降落。

4.如权利要求1所述的用于永磁电磁混合型磁浮系统的电流积分控制方法，其特征在于，所述的步骤6.1包含以下步骤：

步骤6.1.1、确定积分器的积分时间常数的下限值；

步骤6.1.2、增大积分系数，从而增大积分时间常数，使积分时间常数大于步骤6.1.1中的下限值。

5.如权利要求4所述的用于永磁电磁混合型磁浮系统的电流积分控制方法，其特征在于，在所述的步骤6.1.1包含以下步骤：

步骤6.1.1.1、悬浮系统处于悬浮状态，间隙大于零，电流为零；

步骤6.1.1.2、悬浮磁铁刚接触轨道，间隙为零，电流不为零，记为；

步骤6.1.1.3、悬浮磁铁吸死轨道，间隙为零，电流为零；

步骤6.1.1.4、记录电流从变化至所用的时间，得到积分器的时间常数的下限值。

6.如权利要求1所述的用于永磁电磁混合型磁浮系统的电流积分控制方法，其特征在于，所述的步骤6.2包含以下步骤：

步骤6.2.1、在混合磁铁暂时吸死轨道时，先将电流积分器的值清零；

步骤6.2.2、稳定控制器的控制量使得总的控制量在磁铁两端产生反向电压，使得电流随时间的变化率为负值；

步骤6.2.3、令电流随时间的变化率小于吸死平衡点B的稳定范围内电流随时间的变化率的最小值，悬浮系统进入悬浮平衡点C的稳定范围；

步骤6.2.4、启动电流积分器，使得悬浮系统的状态逐渐稳定到悬浮平衡点C。