一种直线感应电机的速度监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及直线感应电机技术领域，特别是涉及一种直线感应电机的速度监测方 法。
【背景技术】
[0002] 中低速磁悬浮列车和轮轨列车是新型的轨道交通运输工具，通常采用直线感应电 机作为驱动装置，具有安全可靠、工程造价低、爬坡能力强、拐弯半径小、噪音低以及最大牵 引力的发挥不收轮轨粘着关系限值等诸多优点。为实现高精度闭环控制，需要直线感应电 机初级速度的实时反馈，因此，对于直线感应电机的速度监测是本领域技术人员重点解决 的问题。
[0003] 目前，对于直线感应电机的速度监测方法主要包括：采用硬件的方式，例如，对于 磁悬浮列车，利用计数轨枕测试方法，采用涡流传感器来监测金属轨枕以获取速度信号；对 于直线电机轮轨列车，在轮对上安装编码器以实时反馈当前的速度信号。
[0004] 对于上述方法，当列车运行速度较低时，例如，当磁悬浮列车的速度较低时，其上 的涡流传感器获取的两个速度脉冲之间的间隔时间很长，导致低速工况运行下的测速精度 较低。
[0005] 因此，如何提高监测直线感应电机速度的精度是本领域技术人员亟待解决的问 题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种直线感应电机的速度监测方法，用于提高监测直线感应 电机速度的精度。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供一种直线感应电机的速度监测方法，包括：
[0008] 根据物理学运动方程构造所述直线感应电机的速度信号对应的理论观测方程；
[0009] 根据所述速度信号构造对应的估计观测方程；
[0010] 利用所述估计观测方程与所述理论观测方程获取相邻两个周期对应的实际观测 方程；
[0011] 通过所述直线感应电机的FPGA芯片对所述速度信号的脉冲沿进行采集，以获取 失步误差，其中，所述失步误差为对所述脉冲沿采集的时刻与系统计算时刻的时间差；
[0012] 利用所述失步误差计算所述对所述脉冲沿采集的时刻的角度估计值和角速度估 计值；
[0013] 将所述角度估计值和所述角速度估计值带入所述实际观测方程，以实现对角度和 角速度的校正；
[0014] 其中，所述速度信号包括：电机输出转矩、负载转矩、摩擦系数、转动惯量、角速度 和加速度。
[0015] 优选的，所述理论观测方程为：
【主权项】
1. 一种直线感应电机的速度监测方法，其特征在于，包括： 根据物理学运动方程构造所述直线感应电机的速度信号对应的理论观测方程； 根据所述速度信号构造对应的估计观测方程； 利用所述估计观测方程与所述理论观测方程获取相邻两个周期对应的实际观测方 程； 通过所述直线感应电机的FPGA巧片对所述速度信号的脉冲沿进行采集，W获取失步 误差，其中，所述失步误差为对所述脉冲沿采集的时刻与系统计算时刻的时间差； 利用所述失步误差计算所述对所述脉冲沿采集的时刻的角度估计值和角速度估计 值； 将所述角度估计值和所述角速度估计值带入所述实际观测方程，W实现对角度和角速 度的校正； 其中，所述速度信号包括；电机输出转矩、负载转矩、摩擦系数、转动惯量、角速度和加 速度。
2. 根据权利要求1所述的直线感应电机的速度监测方法，其特征在于，所述理论观测 方程为：
其中，T为周期，T。为电机输出转矩，T历负载转矩，Bm为摩擦系数，Jm为转动惯量，《 为角速度，a为加速度，0为角度。
3. 根据权利要求2所述的直线感应电机的速度监测方法，其特征在于，所述估计观测 方程为：
其中，ki、k2和k3通过所述估计观测方程与所述理论观测方程做差后对应的特征方程 获取，各、&和巧.分别为0、《和T拥应的估计值。
4. 根据权利要求3所述的直线感应电机的速度监测方法，其特征在于，所述实际观测 方程为：
其中，k表示对所述速度信号的脉冲沿进行采集的时刻。
【专利摘要】本发明公开了一种直线感应电机的速度监测方法，通过物理学运动方程构造直线感应电机的速度信号对应的理论观测方程和估计观测方程，通过理论观测方程和估计观测方程获取实际观测方程，通过FPGA芯片对脉冲沿进行采集，以获取失步误差，利用失步误差Terror计算对脉冲沿采集的时刻的角度估计值和角速度估计值，并将角度估计值和角速度估计值带入实际观测方程，实现了对实际观测方程的校正，即实现了对角度和角速度的校正，从而提高了速度观测的精度。
【IPC分类】G01P3-00
【公开号】CN104849488
【申请号】CN201510281714
【发明人】刘可安, 尚敬, 梅文庆, 贾岩, 刘勇, 甘韦韦
【申请人】南车株洲电力机车研究所有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月28日