[发明专利]一种电磁悬浮列车悬浮控制方法

权利要求书

1.一种电磁悬浮列车悬浮控制方法，通过控制电磁悬浮列车电磁铁的电感量恒定实现悬浮气隙近似恒定；用电磁铁电感量倒数取代常用的气隙给定作为悬浮控制器的给定，电磁铁的电感量可以由施加到电感上的电压和电流估算得到；用电感量倒数作为悬浮控制器(1)的等效气隙给定，将电感量不变作为控制目标；电磁铁线圈(3)的磁场能量主要存储在气隙中，电磁铁电感量L表示为：

$L=\frac{{\mathrm{\μ}}_0{N}^{2}A}{2c},$

式中μ₀为真空磁导率，A为电磁铁有效磁通面积，c为悬浮气隙，N为线圈匝数；可知电磁铁线圈(3)的电感量与电磁铁的位置即悬浮气隙有关，

$\frac{1}{L}=\frac{2}{{\mathrm{\μ}}_0{N}^{2}A}\×c;$

当A不变时，电磁铁线圈(3)电感量倒数与气隙c成正比，可以代表气隙大小，故用电磁铁电感量倒数取代常用的气隙给定作为悬浮控制器的给定，控制电感量的恒定可以实现电磁悬浮列车近似恒气隙悬浮。

2.根据权利要求1所述的一种电磁悬浮列车悬浮控制方法，其特征在于：所述电磁铁线圈(3)的电感量通过采集电磁铁线圈(3)上的电压和电流估算获得；

由悬浮控制系统电学方程得：

$u=Ri+L\frac{di}{dt}+i\frac{dL}{dt},$

式中，u为电磁铁线圈(3)端电压，i为通过电磁铁线圈(3)的电流，R为电磁铁线圈(3)等效内阻，d为微分运算；由系统本身特性知，机械时间长度远大于电气时间长度，当气隙微小变化时，电气量变化明显但机械量几乎恒定，所以可得：

$\frac{1}{L}\≈\frac{di/dt}{u-Ri};$

利用电压和电流传感器(4)多次采集电磁铁线圈(3)的电压和电流信号，求取电流微分再除以电压与线圈电阻上的压降差即可估算出电感量倒数。

3.根据权利要求1所述的一种电磁悬浮列车悬浮控制方法，其特征在于：在电磁悬浮列车过弯道或过轨道连接缝隙等工况下，电磁铁悬浮有效磁通面积A减小时，由于恒电感控制，悬浮气隙会与有效磁通面积A成比例减小，悬浮电流与正常轨道处运行电流相同，减小了悬浮斩波器的载荷。

4.根据权利要求2所述的一种电磁悬浮列车悬浮控制方法，其特征在于：所述电感量估算模块(5)由数字控制实现；悬浮斩波器(2)为H型，采用PWM调制，在一个开关周期内多次采集电压和电流信号，离散成数字信号，实时估算出电感量，电流的微分可采用最小二乘法计算。