基于工控机的常导中低速磁悬浮列车机械制动控制系统

另外，机械制动器的安装位置比较紧凑，对刹车片的磨耗的观察和检查比较困难，采用了摩擦片内埋线的方式，在磨耗达到极限并处于夹持状态时，可以用埋线被短路的条件获得电信号。因此，可以对刹车片的状况进行在线检测。

本系统中，工控机采用研华公司的IPC610H，而开关量输入卡、A／D转换卡、D／A转换卡分别采用康拓公司的系列板卡，系统框图见图6。


图6 计算机机械制动系统框图

5、机械制动系统的软件设计

本系统采用基于windows平台的可视化软件Visual C＋＋6.0作为开发工具，本着模块化软件设计思想，把系统划分为几个模块，并设置各个模块之间的接口，根据要求，将磁悬浮机械制动系统分为：参数设置模块、输入数据采集和A／D转换模块、数字滤波模块、控制器算法模块、数据处理和显示模块、输出数据D／A转换模块、数据保存模块、与上位机的通信模块等。如图7所示。参数设置模块主要是一些输入输出板卡的设置等；数据采集和A／D转换模块主要是实现制动手柄给定的加速度值、输出的加速度值以及气压值的采集和数模转换等；为了有效地克服测量信号中的干扰和噪声，设置了数字滤波模块，通过软件滤波减少干扰；另外还设置了数据处理和显示模块，用来实时显示当前的加速度值和制动时间；输出数据D／A转换模块将控制信号进行模数转换；另外还设置了数据保存模块以及与上位机的通信模块。核心的控制器算法采用非线性PID控制算法，控制参数由计算机优化得出。主程序流程如图8所示。


图7 计算机机械制动系统的软件设计框图

图8 计算机机械制动系统的主流程图

6、结束语

本文对计算机控制的常导磁悬浮列车的机械制动系统在建模、硬件、软件上进行了阐述，计算机制动控制改善了以往手动机械制动的不足，是磁悬浮机械制动的新突破。目前正处于研发阶段，并将在我校自行研制的改进型磁悬浮列车上使用和考核性能，为今后常导磁悬浮列车的机械制动研究做了铺垫。

参考文献
[1] 吴祥明.磁浮列车.上海:上海科学技术出版社,2003
[2] 何克忠,李伟.计算机控制系统,北京:清华大学出版社,1998
[3] 侥忠.列车制动.北京:中国铁道出版社,1986
[4] 胡寿松.自动控制原理.北京:国防工业出版社,1994