一种基于电阻的中低速磁浮列车悬浮电磁铁电感参数在线检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于电阻的中低速磁浮列车悬浮电磁铁电感在线检测方法，在电磁铁电阻值已知时，通过对悬浮电磁铁在正常工作过程中加入一个占空比为50%先开后关的脉冲宽度调制（PWM）电压，通过检测电磁铁在此PWM电压起始时刻电流I0和PWM电压结束时刻电流值I2，利用电磁铁电阻R和PWM电压半周期时间Tm，按照公式在线计算得到电磁铁电感。本发明方法提供了一种在电磁铁电阻值已知时，在不影响电磁铁在线使用的情况下，得到电磁铁电感参数的在线检测方法，可用于中低速磁浮列车电磁铁在线状态检测、参数辨识与控制。
【专利说明】—种基于电阻的中低速磁浮列车悬浮电磁铁电感参数在线检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种中低速磁浮列车悬浮电磁铁电感参数在线检测方法。
【背景技术】
[0002]中低速磁浮列车主要采用电磁吸力悬浮，悬浮力由悬浮电磁铁提供，悬浮电磁铁通过电流与轨道之间产生电磁吸力，通过控制电磁铁电流的大小调节电磁力使得系统可以稳定在固定的悬浮气隙上。
[0003]悬浮电磁铁是悬浮系统主要部件，在实际使用中需要对其状态进行在线监测，以判断可能出现的故障以及出现故障时对故障进行分析。悬浮电磁铁在电学特性上可以等效认为电阻串联电感，电磁铁电阻和电感是反映电磁铁状态的关键参数。
[0004]电感参数是电磁铁的重要状态参数，也是判断电磁铁状态的主要依据之一。当电磁铁发生某些故障时，通过电感参数可以对故障状况进行识别。当电磁铁开路时，电磁铁电感会变成无穷大或者极大；当电磁铁短路时，电磁铁电感会变小甚至为零；当电磁铁出现匝间部分短路时，电磁铁电感会比常态值小；当电磁铁连接不稳时，电磁铁电感值会发生不稳定。所以通过对悬浮电磁铁电感参数的识别可以在线的对悬浮电磁铁的状态进行判断。此外，电磁铁电感是悬浮系统控制时使用的重要参数，是系统需要识别的重要在线参数。通过对电磁铁电感参数的识别，可以对系统控制参数进行在线调整优化控制器性能。总之，电磁铁电感参数在线识别是悬浮系统在线故障诊断、系统参数在线识别以及控制参数在线调整的重要依据。
[0005]对悬浮电磁铁电感参数在线进行检测，存在一定的困难，这种困难主要在于悬浮系统控制是一种实时控制系统，检测电压加入困难。中低速磁浮列车采用电磁吸力悬浮系统，这种悬浮系统是一种本质不稳定系统，系统通过实时调节电磁铁电流的大小来实现系统稳定悬浮。悬浮系统根据电磁铁的气隙值和加速度值实时计算出电磁铁需要电流(目标电流)大小，电磁铁电流控制根据电磁铁目标电流和实际电流产生控制脉冲，控制脉冲控制悬浮斩波电路中开关管的开通和关断对电磁铁电流实现调节，使实际电流跟随目标电流。在中低速磁浮列车中电磁铁电流的大小通过悬浮斩波电路实现。由于开关管工作频率有限，在实际工作时采用固定的开关频率，其控制信号一般采用脉冲宽度调制信号(PWM)信号，通过调节PWM信号的占空比，调节开关管在开关周期内的导通时间来调节电流。悬浮斩波电路在PWM信号控制下对电磁铁产生的电压为PWM电压。电磁铁受PWM电压控制，PWM电压需要实时按照控制规律改变，使得对电磁铁施加检测电压并检测相应的电流，存在一定的困难。
【发明内容】
[0006]鉴于现有技术的以上不足，本发明的目的是提供一种基于电阻的中低速磁浮列车悬浮电磁铁电阻参数在线检测方法，用于中低速磁浮列车悬浮电磁铁的在线监测以及参数辨识和控制，并使之具有监测迅速准确，对系统扰动小的特点。
[0007]本发明的目的是通过如下的手段实现的。
[0008]一种基于电阻的中低速磁浮列车悬浮电磁铁电感在线检测方法，在电磁铁电阻值已知时对电磁铁电感进行在线检测，包括以下步骤，(a)在悬浮电磁铁正常工作过程中加入一个占空比为50%先开后关的脉冲宽度调制PWM电压作为检测电压，检测电压前半周期为正电压，后半周期为负电压；(b)在加入PWM检测电压周期中，检测电磁铁在此PWM电压起始时刻电流Itl和PWM电压结束时刻电流值I2 ;利用电磁铁电阻R和PWM电压半周期时间Tm，
按照公式
【权利要求】
1.一种基于电阻的中低速磁浮列车悬浮电磁铁电感在线检测方法，在电磁铁电阻值已知时对电磁铁电感进行在线检测，包括以下步骤，(a)在悬浮电磁铁正常工作过程中加入一个占空比为50%先开后关的脉冲宽度调制PWM电压作为检测电压，检测电压前半周期为正电压，后半周期为负电压；(b)在加入PWM检测电压周期中，检测电磁铁在此PWM电压起始时刻电流Itl和PWM电压结束时刻电流值I2 ;利用电磁铁电阻R和PWM电压半周期时间Tm，按照公式
【文档编号】G01R27/26GK103954845SQ201410145776
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】董金文, 张昆仑 申请人:西南交通大学