一种中低速磁浮列车的运行控制方法、装置、系统、设备及介质与流程

本发明涉及磁浮列车，特别是涉及一种中低速磁浮列车的运行控制方法、装置、融合控制系统、电子设备及计算机可读介质。

背景技术：

1、中低速磁悬浮列车的自动控制回路都基于列车速度的闭环控制，由列车自动运行（ato，automatic train operation）系统的规划模块根据线路的移动授权、运营停车点设置、线路坡道等因素规划出列车的目标速度，通过速度传感器测定列车速度。如图1所示，现有技术中ato控制部分根据目标速度和测定的列车速度通过列车网络单元请求列车牵引传动单元或列车制动单元进行牵引或制动力的输出实现对列车速度的控制。一方面，现有技术中需要为牵引机构单独设置对应的列车牵引传动单元，需要为制动机构单独设置对应的列车制动单元，并且在ato控制部分根据反馈进行闭环控制输出需要经过列车网络单元传输至牵引传动单元或列车制动单元，列车牵引传动单元或列车制动单元还需要根据ato控制部分的输出在执行一次闭环控制，整体成本高，且输出信号的整体传输路径较长。另外，现有技术中在进行闭环控制时仅考虑速度进行闭环控制，不考虑中间状态，会影响列车运行的控制精度和列车冲击率。

2、鉴于此，如何提高中低速磁浮列车的运行控制效率、控制精确度和列车冲击率，降低车辆成本成为本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种中低速磁浮列车的运行控制方法、装置、融合控制系统、电子设备及计算机可读介质，在使用过程中能够降低整体成本，更高效、精确地对列车进行控制，提高列车运行的控制效率、精度和列车冲击率。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例提供了以下技术方案：

3、本发明一方面提供了一种中低速磁浮列车的运行控制方法，应用于融合控制设备，所述融合控制设备包括速度控制器和状态控制器，所述速度控制器的输入端用于与速度规划模组的输出端和列车行走部分的反馈端连接，所述速度控制器的输出端与所述状态控制器的输入端连接，所述状态控制器的输入端用于与牵引执行机构的反馈端和制动执行机构的反馈端连接，所述方法包括：

4、通过所述速度控制器对列车走行部反馈的当前速度和所述速度规划模组输出的期望速度进行处理，得到对应的规划力；

5、通过所述状态控制器根据所述规划力确定目标执行机构，并获取所述目标执行机构的当前参数，对所述规划力和所述当前参数进行分析得到对应的执行力，将所述执行力输出至对应的目标执行机构，以便所述目标执行机构基于所述执行力对列车行走部的运行速度进行相应的控制。

6、在一种示例性的实施方式中，所述状态控制器包括牵引控制器和制动控制器；

7、则，所述通过所述状态控制器根据所述规划力确定目标执行机构，并获取所述目标执行机构的当前参数的过程，包括：

8、通过所述状态控制器判断所述规划力是否大于零；

9、在所述规划力大于零的情况下，将牵引执行机构作为目标执行机构，并获取所述牵引执行机构的电机牵引力；

10、在所述规划力小于零的情况下，将制动执行机构作为目标执行机构，并获取所述制动执行机构的制动力。

11、在一种示例性的实施方式中，所述对所述规划力和所述当前参数进行分析得到对应的执行力，包括：

12、在所述目标执行机构为牵引执行机构的情况下，对所述规划力与所述电机牵引力作差，得到第一力差值；

13、通过所述牵引控制器结合第二关系式对所述第一力差值进行处理，得到对应的牵引力调节值；其中，所述牵引控制器为基于所述第二关系式构建的；

14、在所述目标执行机构为制动执行机构的情况下，对所述规划力与所述制动力作差，得到第二力差值；

15、通过所述制动控制器结合第三关系式对所述第二力差值进行处理，得到对应的制动力调节值；其中，所述制动控制器为基于所述第三关系式构建的。

16、在一种示例性的实施方式中，所述通过所述速度控制器对列车走行部反馈的当前速度和所述速度规划模组输出的期望速度进行处理，得到对应的规划力，包括：

17、通过所述速度控制器将列车走行部反馈的当前速度和所述速度规划模组输出的期望速度进行作差处理，得到速度差值；

18、通过所述速度控制器结合第一关系式对所述速度差值进行处理，得到对应的规划力；其中，所述速度控制器为基于第一关系式构建的。

19、在一种示例性的实施方式中，所述第一关系式为：

20、，其中，u1(t)表示t时刻的规划力，k1p表示速度控制器的比例控制参数，ev(t)表示t时刻的速度差值，t1i表示速度控制器的积分部分参数，t1d表示速度控制器的微分部分参数。

21、在一种示例性的实施方式中，所述第二关系式为：

22、，其中，u2(t)表示t时刻的牵引力调节值，k2p表示牵引控制器的比例控制参数，ef1(t)表示t时刻的速度差值，t2i表示牵引控制器的积分部分参数，t2d表示牵引控制器的微分部分参数；

23、所述第三关系式为：

24、，其中，u3(t)表示t时刻的牵引力调节值，k3p表示制动控制器的比例控制参数，ef2(t)表示t时刻的速度差值，t3i表示制动控制器的积分部分参数，t3d表示制动控制器的微分部分参数。

25、本发明另一方面提供了一种中低速磁浮列车的运行控制装置，应用于融合控制系统，所述融合控制设备包括速度控制器和状态控制器，所述速度控制器的输入端用于与速度规划模组的输出端和列车行走部分的反馈端连接，所述速度控制器的输出端与所述状态控制器的输入端连接，所述状态控制器的输入端用于与牵引执行机构的反馈端和制动执行机构的反馈端连接，包括：

26、速度控制模块，用于通过所述速度控制器对列车走行部反馈的当前速度和所述速度规划模组输出的期望速度进行处理，得到对应的规划力；

27、状况控制模块，用于通过所述状态控制器根据所述规划力确定目标执行机构，并获取所述目标执行机构的当前参数，对所述规划力和所述当前参数进行分析得到对应的执行力，将所述执行力输出至对应的目标执行机构，以便所述目标执行机构基于所述执行力对列车行走部的运行速度进行相应的控制。

28、本发明另一方面提供了一种融合控制设备，包括：速度控制器和状态控制器，所述速度控制器的输入端用于与速度规划模组的输出端和列车行走部分的反馈端连接，所述速度控制器的输出端与所述状态控制器的输入端连接，所述状态控制器的输入端用于与牵引执行机构的反馈端和制动执行机构的反馈端连接；其中：

29、所述速度控制器，用于对列车走行部反馈的当前速度和所述速度规划模组输出的期望速度进行处理，得到对应的规划力；

30、所述状态控制器，用于根据所述规划力确定目标执行机构，并获取所述目标执行机构的当前参数，对所述规划力和所述当前参数进行分析得到对应的执行力，将所述执行力输出至对应的目标执行机构，以便所述目标执行机构基于所述执行力对列车行走部的运行速度进行相应的控制。

31、本发明另一方面提供了一种电子设备，包括：

32、存储器，用于存储计算机程序；

33、处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述中低速磁浮列车的运行控制方法的步骤。

34、本发明另一方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述中低速磁浮列车的运行控制方法的步骤。

35、从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

36、本发明实施例中提供了一种中低速磁浮列车的运行控制方法，应用于融合控制设备，融合控制设备包括速度控制器和状态控制器，速度控制器的输入端用于与速度规划模组的输出端和列车行走部分的反馈端连接，速度控制器的输出端与状态控制器的输入端连接，状态控制器的输入端用于与牵引执行机构的反馈端和制动执行机构的反馈端连接，该方法包括：通过速度控制器对列车走行部反馈的当前速度和速度规划模组输出的期望速度进行处理，得到对应的规划力；通过状态控制器根据规划力确定目标执行机构，并获取目标执行机构的当前参数，对规划力和当前参数进行分析得到对应的执行力，将执行力输出至对应的目标执行机构，以便目标执行机构基于执行力对列车行走部的运行速度进行相应的控制。

37、由此可见，本发明实施例中通过融合控制系统速度控制器对列车的当前速度和期望速度进行处理得到对应的规划力后将该规划力直接发送至融合控制器中的状态控制器，状态控制器根据该规划力确定出需要调整的目标执行机构，并根据该目标执行机构反馈的当前参数和规划力和当前参数得到针对目标执行机构的执行力，然后将该执行力发送至目标执行机构以便目标执行机构根据该执行力对列车行走部的运行速度的控制；本发明在对列车运行控制过程中由融合控制系统得到控制输出后直接输出至牵引执行机构或制动执行机构，节约了列车网络单元，结构简单有利于降低车辆成本，并且本技术中输出信号传输路径短，有利于提高控制效率，本技术在控制过程中不仅考虑了列车的运行速度还考虑了执行机构的状态参数，能够更精确地对列车进行控制，提高列车运行的控制精度和列车冲击率。

38、此外，本发明还针对中低速磁浮列车的运行控制方法提供了相应的实现装置、融合控制系统及电子设备及计算机可读存储介质，进一步使得所述方法更具有实用性，所述装置、电子设备及计算机可读存储介质具有相应的优点。

39、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。