[发明专利]一种基于曼彻斯特编码的超高速磁悬浮列车定位测速系统

权利要求书

1.一种基于曼彻斯特编码的超高速磁悬浮列车定位测速系统，其特征是包括车体(8)、激光光源、分束器、发射光源板、接收镜头模组(1)、组网处理系统、牵引运控系统；激光光源、分束器和发射光源板安装在超高速列车车头车体(8)顶部，接收镜头模组(1)等间隔安装在管道的内部管壁；发射光源板上安装有光学发射镜头，接收镜头模组(1)上安装光学接收镜头；激光光源输出的连续光信号通过分束器在发射光源板端形成“一”字形光，随着超高速列车车体移动，接收镜头模组(1)接收编码激光信号，并将编码激光信号传送到远离管道的组网处理系统，组网处理系统将接收的编码激光信号转化为电信号，形成超高速磁悬浮列车绝对位置、速度、方向、相位、牵引电机的线圈周期信息，将上述信息输出传送给牵引运控系统，所述编码激光信号为曼彻斯特编码。

2.如权利要求1所述的基于曼彻斯特编码的超高速磁悬浮列车定位测速系统，其特征是所述接收镜头模组(1)包括位置接收镜头(2)和索引接收镜头(3)，位置接收镜头(2)是一组接收镜头，用于接收曼彻斯特编码信号；索引接收镜头(3)是X(n)、X(1)、AUT三个同步镜头，用于产生同步信号。

3.如权利要求1所述的基于曼彻斯特编码的超高速磁悬浮列车定位测速系统，其特征是所述接收镜头模组(1)间隔距离为4.5米。

4.如权利要求1所述的基于曼彻斯特编码的超高速磁悬浮列车定位测速系统，其特征是所述激光光源输出的为1550nm连续光信号。

5.如权利要求1所述的基于曼彻斯特编码的超高速磁悬浮列车定位测速系统，其特征是所述曼彻斯特编码同步信号在一个完整距离d内三个检测探头的电平跳变情况如下表：

表中：1表示有跳变，0表示无跳变，()表示也有可能存在的状态。

6.如权利要求1所述的基于曼彻斯特编码的超高速磁悬浮列车定位测速系统，其特征是所述曼彻斯特编码同步信号提取由曼彻斯特编码同步信号提取逻辑电路完成；所述曼彻斯特编码同步信号提取逻辑电路包括三个D触发器和逻辑电路；FF1、FF2和一个异或门组成一个双向两位二进制计数器，另外一个D触发器用于建立同步编码读取信号；

RGT、X(n)、X(1)、AUT以及启动脉冲S是该逻辑电路的输入端，输出端有LOAD和编码同步读取脉冲Q；其中RGT为光源板的移动方向发出的脉冲，RGT＝1-向右移动；X(n)、X(1)和AUT为同步检测探头所输出的脉冲；LOAD为同步脉冲；

电路中存在如下逻辑关系：

D触发器用于系统初始化和错误检测后的同步建立；启动脉冲S表示同步建立的开始，通过重置D触发器和双向两位二进制计数器，此时双向两位二进制计数器状态为AUT获得脉冲后将重置计数器，并通过D触发器检查L的输出状态；

当AUT获得脉冲之后，X(n)、X(1)依次产生两个脉冲，这两个脉冲作为计数器的时钟脉冲，在假同步脉冲不出现的前提下，就会使得L＝“1”；

在L＝“1”之后，AUT上的第一个脉冲被视为同步脉冲；此时，D触发器的状态为Q＝“1”，标志着读码同步；此外，计数器统计X(n)、X(1)脉冲输出，此时双向两位二进制计数器状态为允许接收AUT脉冲实现同步功能；

若AUT脉冲出现在双向两位二进制计数器状态之前，则通过延时处理之后，对计数器进行重置；因此，当Q＝“1”时只使用LOAD脉冲对双向两位二进制计数器进行重置；X(n)、X(1)配合AUT探头提取同步信号，延时处理消除“伪”跳变；此外，当读码同步脉冲被接收后，双向两位二进制计数器被LOAD脉冲所冻结。