一种高速磁浮轨道定位设计方法

1.一种高速磁浮轨道定位设计方法，其特征在于，包含如下步骤：根据高速磁浮线路的线型情况将高速磁浮线路分为n段线路单元，其中每一段线路单元均为单一线型，在每一段线路单元的起点创建局部坐标系；获取第f段线路单元的线型方程SC f ，其中f＝{1，2，3…，n}，获取第f段线路单元的局部坐标系O f X f Y f Z f 的坐标轴相对于全局坐标系OXYZ对应坐标轴的夹角α f 、β f 和γ f ，根据SC f 、α f 、β f 和γ f 获取高速磁浮线路的整体空间曲线方程组SC；根据第i段线路单元上轨道部件的定位点k到对应的局部坐标系原点O i 沿高速磁浮线路线路方向的里程S ik ，获取第i段线路单元的轨道部件的定位点k在相应的局部坐标系下的位置坐标K′＝(X ik ，Y ik ，Z ik ，α ik ，β ik ，γ ik )，其中i＝{1，2，3…，n}，根据SC和第i段线路单元的轨道部件的定位点k到全局坐标系的原点O的里程S，将K′＝(X ik ，Y ik ，Z ik ，α ik ，β ik ，γ ik )转换为全局坐标系下的位置坐标K＝(X k ，Y k ，Z k ，α k ，β k ，γ k )，其中α ik 是点k绕局部坐标系的X i 轴的角度，β ik 是点k绕局部坐标系的Y i 轴的角度，γ ik 是点k绕局部坐标系的Z i 轴的角度，α k 是点k绕全局坐标系的X轴的角度，β k 是点k绕全局坐标系的Y轴的角度，γ k 是点k绕全局坐标系的Z轴的角度；将每一段线路单元的轨道部件按照相应的定位点在全局坐标系下的位置坐标进行排布，完成高速磁浮轨道的定位设计。 2.根据权利要求1所述的一种高速磁浮轨道定位设计方法，其特征在于，第i段线路单元的局部坐标系的坐标轴X i 、Y i 和Z i 、以及对应局部坐标系O i X i Y i Z i 的坐标轴相对于全局坐标系OXYZ对应坐标轴的夹角α i 、β i 和γ i 均由第i段线路单元的线型方程SC i 确定。 3.根据权利要求1所述的一种高速磁浮轨道定位设计方法，其特征在于，在将K′＝(X ik ，Y ik ，Z ik ，α ik ，β ik ，γ ik )转换为K＝(X k ，Y k ，Z k ，α k ，β k ，γ k )之前，先确定轨道部件的排布方案，从而确定轨道部件的定位点k距离对应的局部坐标系原点O i 沿高速磁浮线路线路方向的里程S ik 。 4.根据权利要求2所述的一种高速磁浮轨道定位设计方法，其特征在于，将每一段线路单元的轨道部件按照相应的定位点在全局坐标系下的位置坐标进行排布之后，核验轨道梁(1)的梁缝、相邻的两个功能件(2)的间距、相邻的两个定子(3)的间距是否满足标准要求，若满足标准要求，则完成高速磁浮轨道的定位设计；若不满足标准要求，则更改轨道部件的排布方案，直至满足标准要求。 5.根据权利要求1-4任一所述的一种高速磁浮轨道定位设计方法，其特征在于，进行K′＝(X ik ，Y ik ，Z ik ，α ik ，β ik ，γ ik )和K＝(X k ，Y k ，Z k ，α k ，β k ，γ k )转换的时候，其中(X ik ，Y ik ，Z ik )和(X k ，Y k ，Z k )的关系为：(X k ，Y k ，Z k ，1)＝T·R X ·R Y ·R Z ·(X ik ，Y ik ，Z ik ，1)其中，T为平移矩阵，R X 为绕全局坐标系X轴的第一旋转矩阵，R Y 为绕全局坐标系Y轴的第二旋转矩阵，R Z 为绕全局坐标系Z轴的第三旋转矩阵。 6.根据权利要求1-4任一所述的一种高速磁浮轨道定位设计方法，其特征在于，第i段线路单元的起点处局部坐标系绕全局坐标系X轴的角度α i-1N 、第i段线路单元的起点处局部坐标系绕全局坐标系Y轴的角度β i-1N 和第i段线路单元的起点处局部坐标系绕全局坐标系Z轴的角度γ i-1N 分别通过下式求得：其中，j为高速磁浮线路的段数的编号，1≤j≤n-1， 为不大于 的最大整数， 为不大于 的最大整数， 为不大于 的最大整数。 7.根据权利要求1-4任一所述的一种高速磁浮轨道定位设计方法，其特征在于，α k 、β k 和γ k 通过下式求得：α k ＝α i-1N +α ik -[(α i-1N +α ik )/2π]·2πβ k ＝β i-1N +β ik -[(β i-1N +β ik )/2π]·2πγ k ＝γ i-1N +γ ik -[(γ i-1N +γ ik )/2π]·2π其中，[(α i-1N +α ik )/2π]为不大于(α i-1N +α ik )/2π的最大整数，[(β i-1N +β ik )/2π]为不大于(β i-1N +β ik )/2π的最大整数，[(γ i-1N +γ ik )/2π]为不大于(γ i-1N +γ ik )/2π的最大整数，α i-1N 为第i段线路单元的起点处局部坐标系绕全局坐标系X轴的角度，β i-1N 为第i段线路单元的起点处局部坐标系绕全局坐标系Y轴的角度，γ i-1N 为第i段线路单元的起点处局部坐标系绕全局坐标系Z轴的角度。 8.根据权利要求1-4任一所述的一种高速磁浮轨道定位设计方法，其特征在于，当定位点k为定子(3)的定位点时，定位点k位于高速磁浮线路中心，定位点k在高速磁浮线路内侧轨上的点K L (X kL ，Y kL ，Z kL )通过下式计算：其中，l b 为高速磁浮线路的轨距，α为点K L 所处的横坡角， 为高速磁浮线路在定位点k处的线路的切线在XOY面的投影和X轴的夹角。 9.根据权利要求1-4任一所述的一种高速磁浮轨道定位设计方法，其特征在于，当定位点k为定子(3)的定位点时，定位点k位于高速磁浮线路中心，定位点k在高速磁浮线路外侧轨上的点K R (X kR ，Y kR ，Z kR )通过下式计算：其中，l b 为高速磁浮线路的轨距，α为点K L 所处的横坡角， 为高速磁浮线路在定位点k处的线路的切线在XOY面的投影和X轴的夹角。 10.根据权利要求1-4任一所述的一种高速磁浮轨道定位设计方法，其特征在于，第i段线路单元的轨道部件的定位点k到全局坐标系的原点O的里程S通过下式获得：其中，e为高速磁浮线路的路段的编号，e＝{1，2，3…，n}，l e 为第e段线路单元的长度。