一种基于以太网通信的磁浮列车悬浮控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于以太网通信的磁浮列车悬浮控制系统，包括车载计算机、以太网网关、多个网络节点及多个悬浮电磁铁；所述车载计算机通过以太网网关与网络节点相连，由网络节点控制悬浮电磁铁；所述网络节点包括一个EtherCAT主站及n+m+k个从站，所述从站包括n个悬浮控制系统协同控制器、m个悬浮传感器及k个集成斩波器，各个从站之间及从站与EtherCAT主站之间采用以太网通信，通过EtherCAT总线实现串联。实现了多个控制回路之间的协同控制及各个悬浮控制器之间的信息互传，同时通过反馈控制策略结合交叉耦合控制算法计算悬浮电磁铁的控制电流，提高了悬浮控制的抗干扰性能。与现有技术相比，本发明专利技术具有等传输速度快、抗干扰性能高及成本低等优点。扰性能高及成本低等优点。扰性能高及成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于以太网通信的磁浮列车悬浮控制系统


[0001]本专利技术涉及磁浮列车领域，尤其是涉及一种基于以太网通信的磁浮列车悬浮控制系统。

技术介绍

[0002]磁浮列车在运行时车轨之间除供电靴轨接触外没有其它机械接触，降低了机械磨损，减少了摩擦噪声，具有较高的环保优势，逐渐成为一种新型的轨道交通工具。高速磁浮列车能够有效突破轮轨接触造成的速度上限，从而以较低的能耗达到更高的运行速度。而中低速磁浮列车在运行过程中较低的机械噪声是现有的轻轨、地面轨道交通所无法比拟的。
[0003]如图1所示，目前磁浮列车悬浮系统在不同列车部件之间采用了不同数据传输方式。悬浮控制系统的传感器与控制器之间采用自定协议，即同步RS485协议进行数据传输，控制器与斩波器之间采用I/O电平连接、控制器与车载控制/诊断计算机之间采用CAN总线实现数据传输，即多个悬浮点采用同一根CAN总线串联，与车载控制/诊断计算机构成环路。此外，单一控制器对一个悬浮点进行点对点控制，通过反馈控制输出控制电流对列车悬浮状态进行实时调节，从而达到稳定悬浮的目的。
>[0004]但是，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于以太网通信的磁浮列车悬浮控制系统，其特征在于，包括车载计算机、以太网网关、多个网络节点及多个悬浮电磁铁；所述车载计算机通过以太网网关与网络节点相连，并由网络节点控制悬浮电磁铁；所述网络节点包括一个EtherCAT主站及n+m+k个从站，所述从站包括n个悬浮控制系统协同控制器、m个悬浮传感器及k个集成斩波器；EtherCAT主站与第一个悬浮控制系统协同控制器相连，随后n个悬浮控制系统协同控制器依次相连，后接m个依次相连的悬浮传感器，后接k个依次相连的集成斩波器；其中，n>0，m>0，k>0；所述各个从站之间及从站与EtherCAT主站之间采用以太网通信，通过EtherCAT总线实现串联。2.根据权利要求1所述的一种基于以太网通信的磁浮列车悬浮控制系统，其特征在于，利用交叉耦合控制器，基于反馈控制策略结合交叉耦合控制算法计算悬浮电磁铁的控制电流，包括以下步骤：获取a路悬浮点的悬浮间隙，通过以太网网关传递到悬浮控制系统协同控制器，并将悬浮间隙与预设的期望悬浮间隙分别进行差值运算，得到悬浮间隙误差；将同时到达悬浮控制系统协同控制器的a路悬浮间隙输入交叉耦合协同控制器进行比较，以悬浮间隙误差最小的一路悬浮间隙信号为基准，进行动态调整，并计算补偿电流；由负反馈得到的悬浮间隙误差信号进入反馈控制器，通过反馈控制策略得到电流值，该电流值与所述补偿电流进行叠加，得到悬浮电磁铁的控制电流；其中，所述交叉耦合控制器包括交叉耦合协同控制器和反馈控制器。3.根据权利要求2所述的一种基于以太网通信的磁浮列车悬浮控制系统，其特征在于，悬浮控制系统协同控制器基于DSP实现控制电流计算，一个悬浮控制系统协同控制器能够计算多个悬浮电磁铁所需的控制电流。4.根据权利要求1所述的一种基于以太网通信的磁浮列车悬浮控制系统，其特征在于，在一个通信周期内，车载计算机通过EtherCAT主站向从站发送数据，由第一个悬浮控制系统协同控制器为起点发送数据帧，期间各个从站根据寻址并基于自身需求从数据帧中提取数据，并把反馈数据写入数据帧中，数据帧最后达到第k个集成斩波器；若检测到用于连接收发数据线的RJ45网口悬空，则产生闭合回环，数据帧从第k个集成斩波器返回，并实现数据帧的逐级扩展，期间各个从站基于自身需求从数据帧中提取或写入数据，数据帧最后达到EtherCAT主站，并经由以太网网关发送到车载计算机。5.根据权利要求1所述的一种基于以太网通信的磁浮列车悬浮控制系...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐俊起，荣立军，陈琛，吉文，孙友刚，倪菲，胡轲珽，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：