[发明专利]一种控制板异构冗余的悬浮控制器

说明书

本发明涉及一种控制板异构冗余的悬浮控制器，第一控制板和第二控制板的输入端连接磁浮列车的传感器，第一控制板和第二控制板的输出端连接主控板，主控板产生控制电流作用于磁浮列车的电磁铁，第一控制板上设有生命信号发送接口，第二控制板上设有与生命信号发送接口相连的生命信号接收接口，第二控制板上还设有连接主控板的切换使能信号输出接口。与现有技术相比，本发明使用了第一控制板和第二控制板双备份冗余设计，两个控制板共用一个主控板，只需在一个控制板故障时切换至另一个控制板即可，在保证悬浮控制可靠性的前提下避免了冗余设计导致的大幅增重问题。

技术领域

本发明涉及磁浮列车领域，尤其是涉及一种应用于中低速磁浮列车或高速磁浮列车的控制板异构冗余的悬浮控制器。

背景技术

磁浮列车作为一种新型的轨道交通工具，能够在有效达成高铁、地铁等大容量交通运输工具相类似载客需求的前提下实现无接触运行，从而避免了以往轨道交通面临的轮轨磨损问题和噪声问题，进而有效降低了运营维护成本，并且提高了运行速度上限。此外，由于目前研发与运行的磁浮列车均采用“抱轨”形式，因此有效避免了脱轨等重大事故发生的可能性，进而提高了安全可靠性。在磁浮列车中，电磁铁是保证磁浮列车稳定悬浮的执行机构，而悬浮控制系统结合悬浮传感器和加速度传感器的输出信号改变电磁铁内部电流大小，使磁浮列车能够在期望悬浮间隙处(8mm～10mm)处进行稳定悬浮。在过去几十年的开发研究过程中，磁浮列车技术基本成熟，逐步走向商业化生产和运营。

目前，商业化运行的均为电磁悬浮型磁浮列车(EMS型磁浮列车)。悬浮系统主要由悬浮控制箱、悬浮传感器、悬浮电磁铁三大部件构成，而悬浮控制箱故障导致的故障比例占整个悬浮系统故障的80％以上。目前采用的解决方法通常是对悬浮控制箱采用冗余控制，即每一悬浮点均布置两个悬浮控制器机箱，由于列车上装配有多个悬浮控制系统，悬浮控制箱冗余设计导致了列车大幅增重，在降低载客量的同时也容易造成悬浮列车故障。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种控制板异构冗余的悬浮控制器，使用了第一控制板和第二控制板双备份冗余设计，两个控制板共用一个主控板，只需在一个控制板故障时切换至另一个控制板即可，在保证悬浮控制可靠性的前提下避免了冗余设计导致的大幅增重问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种控制板异构冗余的悬浮控制器，连接磁浮列车的传感器和电磁铁，包括：第一控制板、第二控制板、主控板和电源；

第一控制板上设有第一信号输入接口、第一控制量输出接口和生命信号发送接口，第一信号输入接口连接磁浮列车的传感器，第一控制量输出接口连接主控板，生命信号发送接口持续输出生命信号，以表明第一控制板正常工作；

第二控制板上设有第二信号输入接口、第二控制量输出接口、生命信号接收接口和切换使能信号输出接口，第二信号输入接口连接磁浮列车的传感器，第二控制量输出接口和切换使能信号输出接口连接主控板，生命信号接收接口连接生命信号发送接口，如果生命信号接收接口接收不到生命信号，则认为第一控制板故障，第二控制板投入工作，由切换使能信号输出接口输出切换使能信号；

主控板包括接收模块和驱动模块，接收模块连接第一控制量输出接口、第二控制量输出接口和切换使能信号输出接口，驱动模块连接电磁铁和接收模块，接收模块将第一控制板或第二控制板输出的控制量发送至驱动模块，驱动模块根据控制量输出控制电流至电磁铁；

常规情况下接收模块接收第一控制量输出接口输出的控制量并将其发送至驱动模块，接收到切换使能信号后接收模块切换连接，接收第二控制量输出接口输出的控制量并将其发送至驱动模块；

电源连接所述第一控制板、第二控制板和主控板，为所述第一控制板、第二控制板和主控板供电。