[发明专利]一种自适应式抑制磁悬浮系统轨道振动的方法

说明书

本发明公开了一种自适应式抑制磁悬浮系统轨道振动的方法，磁悬浮系统，包括至少一个间隙传感器和相应数量的加速度传感器，分别用于检测间隙信号、加速度信号，对各间隙信号、各加速度信号分别进行处理，得到各间隙第一信号、各加速度第一信号，并推导轨道振动的速度信号，提取轨道振动特征，在悬浮磁铁的阻尼计算中，引入自适应机制，根据自适应的阻尼计算悬浮磁铁两端的控制率，对悬浮磁铁的两端采用相同的控制率进行控制。本申请通过在阻尼计算中引入自适应振动特征，从而在悬浮磁铁两端的控制率计算中进行自适应调整，实现对轨道振动的自适应抑制。

技术领域

本发明涉及磁悬浮列车控制技术领域，尤其是涉及一种自适应式抑制磁悬浮系统轨道振动的方法。

背景技术

目前，磁浮列车的悬浮系统必须依靠主动控制才能维持稳定，而如何提供悬浮所需的阻尼，是控制的关键技术之一。在实际的悬浮系统中，获取阻尼的方式有两种，一是对悬浮间隙进行微分，二是对悬浮磁铁垂向运动的加速度进行积分，通常将这两种方式获得的阻尼进行线性组合，作为悬浮系统的阻尼。

而悬浮间隙中除了悬浮磁铁的位置信息，还包含了轨道不平顺信息及轨道振动信息，利用悬浮间隙的微分作为阻尼，能够起到抑制轨道振动效果，但不利于抑制轨道不平顺。反之，悬浮磁铁垂向运动的加速度中不包含轨道不平顺信息及轨道振动信息，具有抑制轨道不平顺的效果，但不能抑制轨道振动。

悬浮系统是一个非线性系统，采用将两种阻尼进行线性组合的方式，无法兼顾抑制轨道不平顺和抑制轨道振动的需求。

因此，如何兼顾悬浮间隙、悬浮磁铁垂向运动的加速度中的悬浮系统信息，在对轨道不平顺具有良好抑制效果的前提下，有效抑制轨道振动，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种自适应式抑制磁悬浮系统轨道振动的方法，设置微分传递函数，对磁悬浮系统的各个悬浮间隙分别进行微分，设置积分传递函数，对每个间隙中的加速度分别进行积分，滤除掉加速度中的直流分量，根据悬浮间隙微分信号和加速度积分信号，推导轨道振动的速度信号，从轨道振动速度信号中提取轨道振动特征，将振动特征引入到阻尼计算中，形成自适应阻尼计算方法，从而在悬浮磁铁两端的控制率计算中进行自适应调整，实现对轨道振动的自适应抑制。

第一方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

一种自适应式抑制磁悬浮系统轨道振动的方法，磁悬浮系统，包括至少一个间隙传感器和相应数量的加速度传感器，分别用于检测间隙信号、加速度信号，对各间隙信号、各加速度信号分别进行处理，得到各间隙第一信号、各加速度第一信号，并推导轨道振动的速度信号，提取轨道振动特征，在悬浮磁铁的阻尼计算中，引入自适应机制，根据自适应的阻尼计算悬浮磁铁两端的控制率，对悬浮磁铁的两端采用相同的控制率进行控制。

本发明进一步设置为：设置微分传递函数，对各间隙信号分别进行微分处理，得到各间隙第一信号。

本发明进一步设置为：采用两个惯性环节相减的方式，设置微分传递函数：

(1)；τ₁＜τ₂

式中，τ₁、τ₂分别表示两个惯性环节的时间常数；s表示微分。

本发明进一步设置为：设置具有隔直功能的积分传递函数，对各加速度信号分别进行积分处理，得到各加速度第一信号。

本发明进一步设置为：为了滤除加速度信号中的重力加速度的直流分量，积分传递函数为：

式中，k_a表示增益系数，ξ表示阻尼比，ω_n表示带宽，s²表示二阶微分。