【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及軌道交通控制，特別涉及一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法。
技術介紹
1、隨著我國重載鐵路的不斷發展，重載列車的安全運行控制、運輸效率提升、運能堵點疏解問題日益突出。重載列車群組運行控制技術打破了傳統的長大編組方式，通過車-車、車-地-車通信以較小的安全追蹤距離實現各列車群之間的“虛擬聯掛”，采用mb-v模式的移動閉塞，增加重載貨運列車運行密度，提升重載鐵路貨運系統運能。而傳統信號系統以及黏著控制策略難以支撐群組運行條件下高精準度運行操控，因此，群組運行模式下的機車輪軌黏著控制方法需要進一步改進，快速準確的空轉/滑行識別、打滑空轉/牽引制動工況下的列車安全追蹤距離計算都需要精準高效的黏著控制方法，保證重載列車安全運行。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，在傳統再黏著控制的基礎上，將群組運行控制與列車縱向動力學安全性能、輪軌黏著控制策略相結合，以保證列車在不同區間、不同環境條件下平穩行駛，同時，從動力學及黏著控制的角度，為群組運行列車提供安全的列車追蹤距離，改善其機車輪軌黏著控制效果。
2、本專利技術解決其技術問題，采用的技術方案是：
3、一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，包括如下步驟：
4、分別建立重載雙編群組列車動力學模型、軌面識別模型、輪軌黏著控制模型和群組運行控制模型；
5、所述重載雙編群組列車動力學模型中的雙編群組列車包括領航列車和跟隨列車，并設置有領航列車和跟
6、將車輪的等效制動力或牽引力、輪軌法向力輸入至軌面識別模型，計算出黏著系數的估計值；
7、將黏著系數的估計值以及領航列車車速、領航列車時間、領航列車輪對角速度、跟隨列車車速、跟隨列車時間和跟隨列車輪對角速度輸入至輪軌黏著控制模型，計算出領航列車電機轉矩、跟隨列車電機轉矩以及跟隨列車的輸出邏輯判定值；
8、將領航列車車速、跟隨列車車速、領航列車電機轉矩、跟隨列車電機轉矩以及跟隨列車的輸出邏輯判定值輸入至群組運行控制模型，進行調節控制后，得到調節控制后的領航列車電機轉矩和跟隨列車電機轉矩；
9、將調節控制后的領航列車電機轉矩和跟隨列車電機轉矩輸入至重載雙編群組列車動力學模型。
10、作為進一步優化，基于simpack平臺建立重載雙編群組列車動力學模型。
11、作為進一步優化，所述基于simpack平臺建立重載雙編群組列車動力學模型，包括：
12、建立領航列車動力學模型；
13、建立與領航列車相同編組的跟隨列車動力學模型；
14、設定列車追蹤距離、列車初速度和軌面條件。
15、作為進一步優化，軌面識別模型為在matlab中建立的基于擾動觀測器的軌面黏著系數識別模型；
16、在基于擾動觀測器的軌面黏著系數識別模型中，采用擾動觀測器對輪軌間黏著力 f adh進行實時估計，即計算出黏著系數的估計值。
17、作為進一步優化，所述計算出黏著系數的估計值，包括：
18、根據機車軸重，計算得到輪軌法向力 n；
19、建立一個機車輪對動力學方程，并進行拉普拉斯變換，然后采用一階低通濾波進行處理，再進行拉普拉斯逆變換，得到黏著系數 μ的估計值為：
20、，
21、式中， ω為輪對旋轉角速度， j w為輪對轉動慣量， r w為車輪滾動圓半徑， f b/t為車輪滾動圓半徑處的等效制動力/牽引力， p為拉普拉斯算子， λ為截止頻率。
22、作為進一步優化，所述輪軌黏著控制模型中，領航列車的黏著控制模型采用輪對縱向蠕滑率作為防滑判據，轉矩采用pid進行控制；跟隨列車的黏著控制模型采用輪對縱向蠕滑率、輪軌黏著系數、列車追蹤距離和列車相對速度差作為組合判據，轉矩采用再黏著控制策略進行控制調節。
23、作為進一步優化，所述領航列車的黏著控制過程，采用輪對縱向蠕滑率作為防滑判據進行判定；
24、當輪對縱向蠕滑率 c與給定第一閾值的差值 e lc1<0時，則判定為打滑失控狀態，進入轉矩下降階段，記錄電機初始轉矩 t0，采用pid控制降低轉矩，計算得到轉矩變化量δ t l1，輸出電機轉矩 t lt?= t l0-?δ t l1，然后進入轉矩保持階段，轉矩維持一段時間不變，再進入轉矩恢復階段，采用pid控制降低轉矩，計算得到轉矩變化量δ t l2，輸出電機轉矩 t lt?= t0+?δ t l2，最后，采用第二閾值進行判定，當差值 e lc2>0時，轉矩恢復到初始狀態，完成黏著控制；
25、所述采用pid控制降低轉矩，其pid轉矩控制表達式為：
26、，
27、輪對縱向蠕滑率與給定閾值的差值 e lci表達式為：
28、，
29、式中， p、i、d分別為控制器的比例系數、積分系數、微分系數， t為轉矩調整時間， c lref為輪對縱向蠕滑率閾值， t1為觸發時間， t2為結束時間。
30、作為進一步優化，所述跟隨列車的黏著控制過程，采用輪軌黏著系數和輪對縱向蠕滑率作為組合防滑判據，同時，輸入列車追蹤距離、列車相對本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，其特征在于，基于SIMPACK平臺建立重載雙編群組列車動力學模型。
3.根據權利要求2所述的一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，其特征在于，所述基于SIMPACK平臺建立重載雙編群組列車動力學模型，包括：
4.根據權利要求1所述的一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，其特征在于，軌面識別模型為在MATLAB中建立的基于擾動觀測器的軌面黏著系數識別模型；
5.根據權利要求4所述的一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，其特征在于，所述計算出黏著系數的估計值，包括：
6.根據權利要求1所述的一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，其特征在于，所述輪軌黏著控制模型中，領航列車的黏著控制模型采用輪對縱向蠕滑率作為防滑判據，轉矩采用PID進行控制；跟隨列車的黏著控制模型采用輪對縱向蠕滑率、輪軌黏著系數、列車追蹤距離和列車相對速度差作為組合判據，轉矩采用再黏著控制策略進行控制調節。
7.根據權
8.根據權利要求6所述的一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，其特征在于，所述跟隨列車的黏著控制過程，采用輪軌黏著系數和輪對縱向蠕滑率作為組合防滑判據，同時，輸入列車追蹤距離、列車相對速度差作為邊界條件，在誤差允許的范圍內，保證列車追蹤距離恒定，使列車相對速度差接近零；
9.根據權利要求1所述的一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，其特征在于，所述群組運行控制模型包括列車時間-速度-位置模型和列車協同控制模型；
10.根據權利要求1所述的一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，其特征在于，所述群組運行控制模型以領航列車和跟隨列車的實時速度v1、v2作為輸入，通過PID調節，輸出轉矩ΔTPID；
...【技術特征摘要】
1.一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，其特征在于，基于simpack平臺建立重載雙編群組列車動力學模型。
3.根據權利要求2所述的一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，其特征在于，所述基于simpack平臺建立重載雙編群組列車動力學模型，包括：
4.根據權利要求1所述的一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，其特征在于，軌面識別模型為在matlab中建立的基于擾動觀測器的軌面黏著系數識別模型；
5.根據權利要求4所述的一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，其特征在于，所述計算出黏著系數的估計值，包括：
6.根據權利要求1所述的一種重載群組列車輪軌黏著協同控制方法，其特征在于，所述輪軌黏著控制模型中，領航列車的黏著控制模型采用輪對縱向蠕滑率作為防滑判據，轉矩采用pid進行控制；跟隨列車的黏著控制模型采用輪對縱向蠕滑率、輪軌...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳再剛，劉可新，朱勝陽，何慶烈，翟婉明，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。