[发明专利]一种采用V型轨道的磁浮列车用悬浮导向和牵引装置及其控制方法

权利要求书

1.一种采用V型轨道的磁浮列车用悬浮导向和牵引装置，包括牵引组件和悬浮导向组件，所述悬浮导向组件包括安装于车体上的转向架(12)和位于地面上的轨道，所述轨道包括支撑基础(10)和轨道梁(11)，所述轨道梁(11)的左右两侧分别装设有一套铁芯线圈，其特征在于：所述铁芯线圈沿着与水平面呈一定夹角α的方向布置，所述转向架(12)上与铁芯线圈对应的位置处设有励磁体，所述励磁体的布置方向与铁芯线圈的布置方向平行。

2.根据权利要求1所述的采用V型轨道的磁浮列车用悬浮导向和牵引装置，其特征在于：所述转向架(12)与轨道梁(11)之间还设有支撑滑块(13)。

3.一种用于权利要求1或2中悬浮导向和牵引装置的控制方法，其特征在于步骤为：

(1)建立轨道坐标系{O}和转向架坐标系{A}并定义运动方式：假设轨道静止，此时轨道坐标系也称为惯性坐标系，惯性坐标系{O}的原点取为转向架(12)处于平衡时的质心位置，其y轴水平向右，其z轴竖直向上；转向架坐标系{A}与转向架(12)固连，其原点取为转向架(12)的质心位置，其y轴和z轴的选取方法是，当转向架(12)处于平衡位置时，转向架坐标系{A}与惯性坐标系{O}重合；一般情况下，转向架坐标系{A}相对于惯性坐标系{O}有平移运动(y，z)和旋转运动θ，称z方向的运动为悬浮运动，称y方向的运动为导向运动，称θ方向的旋转运动为滚动；

(2)通过检测到实时的位置信号，得出悬浮、导向及滚动这三个独立的状态分量；

(3)利用状态变量构造控制变量u₁，使得悬浮闭环运动稳定；鉴于u₁＝Δi₁+Δi₂，因此当检测到悬浮状态分量z偏离零位时，两侧的励磁电流采用同相控制，以使得悬浮状态分量回归到标称值；其中，Δi₁＝i₁-i₀，Δi₂＝i₂-i₀，i₁和i₂分别是左侧和右侧励磁体的电流，i₀是平衡状态对应的电流；

(4)利用状态变量构造控制变量u₂，使得导向及滚动系统的闭环运动稳定；鉴于u₂＝Δi₁-Δi₂，因此当检测到导向状态分量y偏离零位和(或)滚动角θ不为零时，两侧的励磁电流采用差动控制，以使得导向状态分量y和(或)滚动角θ回归到标称值。