磁浮列车模型定位系统的设计

磁浮列车模型定位系统的设计
摘要：基于磁浮列车的特点，介绍了一种新型磁浮列车定位系统的实现，在磁控开关组编码技术的基础上，采用FPGA 和DSP 相结合的结构，完成对该定位系统的设计。

实验结果表明该设计能够实现磁浮列车的定位功能，具有工作简单可靠、制造成本维护成本低廉等优点。

关键词：磁浮列车；磁控开关；定位；FPGA 磁浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具。

该模型车利用同定在车辆悬浮架上的悬浮电磁铁与轨道之间的吸引力实现悬浮；利用固定在悬浮架上的导向磁铁与线路侧向的导向轨之间的吸引力进行导向；利用短定子直线感应电机，通过安装在车上的初级绕组产生行波磁场在轨道反应板中感应出电流，二者相互作用推动机车前进。

磁浮列车运行时，运行控制系统必须随时掌握列车的确切位置和速度，为此必须有一套定位系统实现对列车的实时定位。

由于磁浮列车运行时与轨道没有物理接触，定位方法多采用无线方式来完成。

目前，实现列车定位的方法有很多种，如光电感应定位测速、微波定位测速、交叉感应回线定位测速、GPS 定位测速、无线扩频通信定位法等。

这些定位测速方法有些结构复杂，定位精度差，有的需要大量的轨旁设备，前期成本和后期维修费用高。

针对磁浮列车的特点，本文提出了一种新的定位方法，该方法制造成本低，维护方便，适用于短途运营的磁浮列车。

1 定位系统工作原理本文采用磁控开关编码定位技术，利用磁控开关在磁场内导通的原理，当磁浮列车经过磁控开关时，由于悬浮电磁铁与轨道间存在磁场，在该磁场的作用下，磁控开关导通；当磁浮列车驶过后，磁场消失，磁控开关断开。

把所有磁控开关导通和断开的状态编码成二进制数字序列，每一个序列对应一个磁浮列车的位置。

将一定数量的磁控开关等间距排放在磁浮列车的线路上，这一距离不能大于磁浮列车电磁铁的长度，否则就无法保证。