[发明专利]一种基于传感线圈阵列的高速磁浮列车定位装置和方法

权利要求书

1.一种基于传感线圈阵列的高速磁浮列车定位装置，其特征在于，包括安装在地面轨道梁上的长定子直线同步电机的铁心定子、安装在高速磁浮列车上的传感线圈阵列以及与传感线圈阵列中各传感线圈相对应且用于输出电脉冲的处理电路；

所述铁心定子的槽或齿内均设置传感线圈，共有m*n个传感线圈，且各行各列的传感线圈间均相互错开一个相同的电气距离；

所述传感线圈阵列信号经处理得到的脉冲列将铁心定子的槽或齿周期进行划分，即在每个铁心定子的槽或齿周期中，实时均匀产生m*n个电脉冲，即，若对电脉冲计数，即得到高速磁浮列车当前的位置，测量两相邻脉冲间的时间，即得到高速磁浮列车当前的速度。

2.根据权利要求1所述的基于传感线圈阵列的高速磁浮列车定位装置，其特征在于，所述铁心定子的槽或齿周期的划分以脉冲的方式实现。

3.一种基于传感线圈阵列的高速磁浮列车定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在地面轨道梁上安装长定子直线同步电机的铁心定子、在高速磁浮列车上安装传感线圈阵列以及与传感线圈阵列中各传感线圈相对应且用于输出电脉冲的处理电路，其中，在所述铁铁心定子的槽或齿内均设置传感线圈，共有m*n个传感线圈，各行各列的传感线圈间均相互错开一个相同的电气距离，且所述传感线圈采用线圈阵列方式排布，并利用处理电路处理各传感线圈信号后得到的脉冲列将所述铁心定子的槽或齿进行划分；

S2、针对传感线圈扫过所述铁心定子的齿槽时，由各传感线圈对应的处理电路输出电脉冲；

S3、将输出的电脉冲进行叠加，在每个铁心定子的槽周期或齿周期中得到最终的电脉冲个数；

S4、根据所述最终的电脉冲个数，确定高速磁浮列车的当前位置，并通过测量相邻两电脉冲间的时间得到高速磁浮列车的当前速度，完成基于传感线圈阵列的高速磁浮列车的定位，即，若对脉冲计数，即得到高速磁浮列车当前的位置，测量两相邻脉冲间的时间，即得到高速磁浮列车当前的速度。

4.根据权利要求3所述的基于传感线圈阵列的高速磁浮列车定位方法，其特征在于，所述步骤S1中电气距离的表达式如下：

d＝t/(m*n)

其中，d表示电气距离，t表示铁心定子的槽距或齿距，m表示传感线圈的行数，n表示传感线圈的列数。

5.根据权利要求3所述的基于传感线圈阵列的高速磁浮列车定位方法，其特征在于，所述步骤S1中相邻传感线圈的方波电压的相位差的表达式如下：

Θ＝2π/n

其中，Θ表示某列相邻传感线圈的方波电压的相位差，n表示传感线圈的列数，2π表示铁心定子的槽距或齿距t对应的角度。

6.根据权利要求3所述的基于传感线圈阵列的高速磁浮列车定位方法，其特征在于，所述步骤S2中电脉冲的间距角的表达式如下；

其中，表示电脉冲的间距角，m表示传感线圈的行数，n表示传感线圈的列数，2π表示铁心定子的槽距或齿距t对应的角度。

7.根据权利要求6所述的基于传感线圈阵列的高速磁浮列车定位方法，其特征在于，所述步骤S2中电脉冲中相邻两电脉冲对应的距离表达式如下：

ΔS＝t/(m*n)

其中，ΔS表示电脉冲中相邻两电脉冲对应的距离，t表示铁心定子的槽距或齿距，m表示传感线圈的行数，n表示传感线圈的列数。

8.根据权利要求3所述的基于传感线圈阵列的高速磁浮列车定位方法，其特征在于，所述步骤S4中高速磁浮列车的当前位置的表达式如下：

S＝ΣΔS＝Σt/(m*n)

其中，S表示高速磁浮列车的当前位置，ΔS表示电脉冲中相邻两电脉冲对应的距离，Σ表示求和或叠加，t表示铁心定子的槽距或齿距，m表示传感线圈的行数，n表示传感线圈的列数。

9.根据权利要求3所述的基于传感线圈阵列的高速磁浮列车定位方法，其特征在于，所述步骤S4中高速磁浮列车的当前速度的表达式如下：

V＝(kΔS)/t₀

其中，V表示高速磁浮列车的当前速度，t₀表示计数k个电脉冲所花费的时间，ΔS表示电脉冲中相邻两电脉冲对应的距离。