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原文传递一种磁浮列车及其悬浮控制系统、控制器、控制方法

专利名称：	一种磁浮列车及其悬浮控制系统、控制器、控制方法
摘要：	本发明公开了一种磁浮列车及其悬浮控制系统、控制器、控制方法。本发明以核心计算控制单元进行多机热备冗余，通过增设多个独立且并行设置的核心计算控制单元，当核心计算控制单元发生故障时，通过仲裁控制单元能够实现迅速切换，不影响悬浮控制器的输出和悬浮控制系统的稳定性，且多个核心计算控制单元能够实现实时通信，具有结构简单、可靠性强、无故障率高、成本较低的优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	中国人民解放军国防科技大学
发明人：	余佩倡;李杰;周丹峰;陈强;李亚楗
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910415762.0
公开号：	CN109986972A
代理机构：	长沙市护航专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	莫晓齐
分类号：	B60L13/06(2006.01);B;B60;B60L;B60L13
申请人地址：	410073 湖南省长沙市开福区砚瓦池正街47号中国人民解放军国防科技大学
主权项：	1.一种悬浮控制器，包括相互连接的弱电结构和强电结构，其特征在于，所述弱电结构包括信号采集单元、仲裁控制单元及分别与仲裁控制单元相连的核心计算控制单元和信号转换传输单元，所述核心计算控制单元、仲裁控制单元和信号转换传输单元之间的信息双向传输：所述核心计算控制单元的数量为若干个，若干个所述核心计算控制单元并行设置，每个核心计算控制单元均与仲裁控制单元相连；所述仲裁控制单元用于实时监控各个核心计算控制单元的工作状态、判定核心计算控制单元的准确性、选择优化的控制计算量进行输出；所述信号转换传输单元用于实现信号的接收、转换和传输；所述信号采集单元与信号转换输出单元相连，用于悬浮控制器的内部信息收集。 2.根据权利要求1所述的悬浮控制器，其特征在于，所述仲裁控制单元设置有FPGA芯片，所述FPGA芯片用于并行运算和信号处理。 3.根据权利要求1所述的悬浮控制器，其特征在于，所述弱电结构还包括与仲裁控制单元相连的存储单元，所述存储单元用于存储核心计算控制单元出现的宕机、运算错误等故障信息。 4.根据权利要求1至3中任一项所述的悬浮控制器，其特征在于，所述强电结构包括IGBT驱动模块及与其相连的悬浮模块电源，所述信号转换传输单元与IGBT驱动模块相连。 5.一种悬浮控制系统，包括悬浮控制器、悬浮模块及安装在悬浮模块上的传感器，所述悬浮控制器与悬浮模块相连，其特征在于，所述悬浮控制器为权利要求1至4中任一项所述的悬浮控制器，所述信号采集单元还用于采集传感器的信息。 6.根据权利要求5所述的悬浮控制系统，其特征在于，所述悬浮控制器与悬浮模块通过以太网进行信息互换和监控。 7.根据权利要求5所述的悬浮控制系统，其特征在于，所述传感器包括并行设置的加速度传感器、间隙传感器和电流传感器，所述加速度传感器用于测量悬浮模块的竖直运动加速度，所述间隙传感器用于测量所述悬浮模块的悬浮间隙；所述电流传感器用于测量所述悬浮模块的悬浮电流。 8.一种悬浮控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：系统上电初始化后，开始运行；步骤二：信号采集单元采集传感器信息和悬浮控制器内部信息；步骤三：通过信号转换传输单元将采集的传感器信息和悬浮控制器内部信息传输到若干个独立的核心计算控制单元；步骤四：各个独立的核心计算控制单元按照预先设计的控制策略进行计算，将计算结果送入到仲裁控制单元；步骤五：通过仲裁控制单元对核心计算控制单元计算得到的数据进行校验，对所有核心计算控制单元进行检测，将正确的数据输出到信号转换传输单元，对故障的核心计算控制单元进行重启和隔离；步骤六：信号转换输出单元将含有正确数据的信号进行电平转换后，输出至强电结构，并实时进行控制。 9.根据权利要求8所述的悬浮控制方法，其特征在于，在步骤五中，仲裁控制单元对故障的核心计算控制单元进行重启和隔离，具体表现为：当某一个或者多个核心计算控制单元出现宕机、运算错误等故障时，仲裁控制单元将在不大于1ms的时间内检测出错误信息，并将控制输出信息在1ms以内切换到正常运算的核心计算控制单元输出，同时对发生错误、故障的核心计算控制单元进行暂时隔离后，控制进行软重启或者硬重启，上报当前故障信息到指定存储单元。 10.一种磁浮列车，包括若干节车厢，每节车厢均设置有悬浮控制系统，其特征在于，所述悬浮控制系统为权利要求5至7中任一项所述的悬浮控制系统。
所属类别：	发明专利