探索中低速磁浮列车车载运控系统原理样机的设计与实现

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1、北京交通大学硕士学位论文中低速磁浮列车车载运控系统原理样机的设计与实现姓名：朱敏洁申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：郑伟20080501中文摘要摘要：我国的磁悬浮技术大部分采用的是常导吸力型技术，磁浮列车的牵引系统位于车上，磁浮列车的运行控制主要由车载运行控制系统完成。中低速磁悬浮列车的运行和控制方式与传统的轮轨不同，并且运行间隔一般要求较短，对运行的安全要求较高。因而，以地面信号作为控制行车速度的主要依据的方式不再适用于磁浮的安全防护。中低速磁浮列车需要一个高可靠的车载运行控制系统，以保证和监督磁浮列车按照一定的运行

2、策略安全、高效的运行，实现列车间隔防护、超速防护等防护功能。国内对于中低速磁浮列车车载运行控制系统的研究仍处于起步阶段，对于车载运行控制的功能与系统结构尚仍然处于探索阶段。因此分析中低速磁浮列车车载运行控制系统的功能需求，研究运行控制系统的总体结构，建立中低速磁浮列车运行的防护模型，对于指导丌发能够实用的车载运行控制系统具有重要的理论意义和实用价值。本文所做的主要工作如下：第一，介绍了中低速磁浮列车的运行机理及车载运行控制系统的总体结构，分析了中低速磁浮列车车载运行控制系统的功能需求。通过借鉴高速磁浮和轮轨运行控制系统的安全设计理念，针

3、对中低速磁浮运行控制系统的需求，提出了一种新的中低速磁浮车载运行控制的总体结构，并针对系统的功能，给出了软件总体设计和硬件架构。第二，分析了中低速磁浮速度防护曲线的模式，以及磁浮列车动力学模型，推导出中低速磁浮列车车载控制系统中的紧急制动曲线、最大速度曲线及列车牵引运行曲的计算公式，给出了防护曲线计算的算法流程。第三，根据中低速磁浮列车运行控制系统功能需求，基于Megal62单片机研制车载运行控制系统的硬件仿真平台。然后基于设计的下位机系统的功能需求，编制了下位机控制软件；针对上位机的功能要求，编制了上位机仿真软件。第四，采用数字仿真与

4、半实物仿真相结合的手段，基于搭建的仿真平台，对样机系统的防护功能进行仿真测试。验证设计的车载运行控制系统样机的速度防护功能。关键词：中低速磁浮列车；运行控制系统；速度防护曲线；仿真；分类号：U292．98ABSTRACTABSTRACT：InChina,mostofMaglevtrainsarebased011electromagneticsuspensiontechnology．Thetractionsystemofthetrainisonthevehicle，andthemainfunctionsoftrainoperationco

5、ntrolareperformedbytheon—boardcontrolsystem．TherearemanydifferencesbetweentheMaglevtrainsandthewheel—rail．TheMaglevtrain，whoseheadwayisshorterthanwheel—rail，requireshi曲lyoperationsecurity．ThemethodthatcontroltheoperationoftrainbasedonthegroundsignalisnotfittheMaglevtrain

6、anymore．Therefore，anewandreliableon-boardtrainoperationsystemisneededforthesafetyoperatingoftheMaglevtrain．Theresearchesontheon—boardMaglevtrainoperationcontrolsystemarestillonthebeginningstageinChina．ThefunctionrequirementsandthegeneralstructureofsystemoftheMaglevtraino

7、perationcontrolsystemhavenotbeendefinedclearlyyet．Thus，ourworkswillgivesomefoundationforthebuildingofpracticalequipment，theworksareasfollows：Firstly,theworkingmechanismofLow—speedMaglevTrainandthestructureofOperationControlSystemwereanalyzed，therequirementofon—boardOpera

8、tionControlSystemwasanalyzedindetailandbasedonwhichageneraldesignoftheon-boardOperationControlSystemWas