[发明专利]一种磁浮列车、悬浮控制系统和垂向阻尼信号的计算方法

说明书

本发明公开了一种磁浮列车、悬浮控制系统和垂向阻尼信号的计算方法，涉及磁浮列车的信号处理技术领域。包括按照时间间隔采集原始间隙信号，获得微分信号后对该微分信号进行判断，输出正常微分信号或异常微分信号的替换值，按照时间顺序排序输出，则得到对应的的垂向阻尼信号。本发明基于数学微分理论，采用差分运算的方法获取标准微分，在磁浮列车运行过程中，通过该方法可以实现间隙微分信号在所有频率的相位偏移一致超前原始间隙信号的相位90°，并且间隙微分信号在所有频率段的幅度变化保持一致，快速获取垂向阻尼信号。此方法获得的间隙微分信号在所有的频率段均可用，适用范围大大提高，且理论上不存在误差，使得垂向阻尼信号的准确度更高。

技术领域

本发明涉及磁浮列车的信号处理技术领域，特别是一种磁浮列车、悬浮控制系统和垂向阻尼信号的计算方法。

背景技术

随着近年来中低速磁浮列车的发展应用，大部分技术已经日趋成熟稳定，目前悬浮传感器一般可测量悬浮间隙和悬浮加速度，不能直接测量垂向速度阻尼信号，磁浮列车的垂向速度阻尼信号的获取与利用一直是悬浮控制的重点和难点。

随着近年来中低速磁浮列车的发展应用，大部分技术已经日趋成熟稳定，目前悬浮传感器一般可测量悬浮间隙和悬浮加速度，不能直接测量垂向速度阻尼信号，所以磁浮列车的垂向速度阻尼信号的获取与利用一直是悬浮控制的重点和难点。

目前磁浮列车悬浮控制的垂向速度阻尼信号的获取，一般是对间隙信号进行微分或者对加速度信号的隔直积分来进行获取，其中对间隙信号的微分信号获取方法一般都是采用带通或高通滤波方式实现，从带通或者高通滤波方式的固有幅频特性可知，滤波输出信号的幅度会随着输入信号的频率变化而发生变化，滤波输出信号的相位也会随着输入信号的频率变化而发生变化，即相对于不同频率的输入信号，滤波输出信号存在不同频率段的相位偏移不一致、幅度不一致的缺陷。实际上，严格意义上的标准微分是指：输出信号相对于输入信号，在所有频率的相位均超前90°，幅度均保持一致，而目前的微分方法，只在部分频率的相位接近超前90°，幅度在不同频率均不一致。即目前的方法只能获取间隙信号在部分频率段的近似微分信号，这会导致此方法获取的近似微分信号在部分频率段虽然可用，但存在一定误差，在其他频率段的滤波信号完全不可用，即不可以作为微分信号。因此现有获取垂向阻尼信号的方法，只能得到部分频率段的垂向阻尼信号，且得到的垂向阻尼信号不完全准确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种磁浮列车、悬浮控制系统和垂向阻尼信号的计算方法，可以实现间隙微分信号在全频率段的相位偏移和幅度一致，快速准确地得到垂向阻尼信号。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种磁浮列车垂向阻尼信号的计算方法，其特征在于，包括：

I.采集原始间隙信号S(n)；

II.基于原始间隙信号S(n)获取对应的微分信号V(n)；

III.判断所述微分信号V(n)是否为异常微分信号，包括

i.基于所述微分信号V(n)，获取二次微分信号V’(n)，实时采集悬浮传感器的垂向加速度的实时信号a，V’(n)＝(V(n)-V(n-1))/t；V(n-1)为V(n)前一时刻的微分信号，t 为采样时间间隔；

ii.比较|V’(n)-a|与垂向加速度阈值B的大小，若|V’(n)-a|＞B，则所述微分信号异常微分信号；否则为正常微分信号；

IV.获取所有的正常微分信号，并利用正常微分信号替换异常微分信号；

V.将所有的正常微分信号和异常微分信号的替换值作为垂向阻尼信号。