基于黏着与滑模控制的高速列车制动方法研究
发布时间：2020-12-17 17:14
随着高速列车的不断提速,其运行的安全性备受关注。良好稳定的制动系统是高速列车安全运营的重要保障。目前高速列车主要采用电制动和空气制动复合制动方式。电-空制动力合理有效分配对于列车制动系统性能的提升有着重要意义。另一方面,列车制动力的发挥主要依赖于轮轨间的黏着力。然而列车运行环境复杂多变,轮轨间的黏着状态不易检测。各车施加的制动力大小与轮轨间黏着也有着密不可分的联系。因此良好的黏着控制方法以及合理有效的制动力分配策略的研究对于高速列车的安全运行至关重要。为此本文在现有的制动力分配策略及黏着控制方法的基础上展开以下研究:针对现有高速列车在电-空制动力分配策略中没有过多考虑各车不同黏着限制,从而难以有效发挥各车可用制动力的问题,在电制动控制优先的基础上,提出一种以总的黏着利用率最大为目标函数的空气制动力优化分配算法。首先结合黏着基本理论,给出优化分配要求,从而建立空气制动力优化分配的目标函数。为提高分配算法的有效性,引入分配约束条件,并根据目标函数的特点转化为二次规划求解。并利用Matlab/Simulink软件对高速列车两种制动工况下空气制动力分配进行了仿真分析,结果表明,与传统的载重比分...
【文章来源】：湖南工业大学湖南省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文结构框图
不同的制动等级对应着不同的制动减速度β ，从制动力。因此目标制动力的大小和列车的制动工况息息相关高速动车组减速度特性[54]，其表达式的计算通常由其常用制线 所 得 。 目 前 高 速 列 车 快 速 制 动 工 况 下 减 速 度 一2≤ 1.1m /s，因为当超过21.1m /s 时会影响乘客乘坐的舒适性方便计算，将整个高速动车组看作单质点模型。以此为计算二定律，则列车的目标制动力 ( )MF KN 可表示为[28]：= (1 )MF M + γ β车总质量(t )，γ 为回旋质量系数，β 为列车减速度2(m / s 力的计算车组的电制动与其再生制动特性曲线有关，本文以 CRH2 型动动车的再生制动特性曲线如图 2-1 所示：
1 21 P P+ +：0μ 为黏着特性曲线初始斜率， λ 为蠕滑率， μ ( λ )是以 λ 1 2PP 为轨面参数。不同轨面状态下1 2PP 的值如表 2-2 所示[57]表 2-2 不同轨面计算参数轨面条件 P1P2高黏着 120 280低黏着 200 500极低黏着 350 10002 所示为不同轨面下的黏着特性曲线，对于不同的轨面，黏增加先增大后减少，并存在最优蠕滑率对应唯一的峰值点。，右边为滑动区。黏着控制的目标是让列车的蠕滑率始终保运行在最大黏着系数区域，从而获得最佳的制动力。这样列车的打滑机率，保障运行安全，提高制动性能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无稳态振荡极值搜索重载机车最优粘着控制[J]. 赵凯辉,李燕飞,张昌凡,李鹏. 计算机仿真. 2018(09)
[2]高速列车制动力分配优化控制算法研究[J]. 张昌凡,殷晓飞,刘建华,何静,豆兵兵. 电子测量与仪器学报. 2018(03)
[3]重载机车滑模极值搜索最优粘着控制研究[J]. 赵凯辉,李燕飞,张昌凡,何静,李鹏. 电子测量与仪器学报. 2018(03)
[4]基于对偶二次规划的六足并联机器人驱动力分配[J]. 辛桂阳,钟国梁,王恒升,邓华. 机械工程学报. 2018(07)
[5]一种永磁同步电机失磁故障容错预测控制算法[J]. 张昌凡,吴公平,何静,冯江华,赵凯辉. 电工技术学报. 2017(15)
[6]包装印刷用永磁同步电机控制及无速度传感器控制技术综述[J]. 赵凯辉,何静,李祥飞,黄刚. 包装学报. 2017(01)
[7]基于轴重转移下的机车防空转仿真研究[J]. 张昌凡,豆兵兵,何静,刘林凡,殷晓飞. 机车电传动. 2017(02)
[8]重载机车粘着性能参数的极大似然辨识方法[J]. 何静,刘光伟,张昌凡,孙健,程翔. 电子测量与仪器学报. 2017(02)
[9]参数优化的支持向量机机车车轮状态检测[J]. 何静,刘林凡,张昌凡,豆兵兵. 电子测量与仪器学报. 2016(11)
[10]城轨列车空气制动力分配方式研究[J]. 石喆文,邓国舜. 铁道车辆. 2015(08)
博士论文
[1]高速列车驱动制动动力学及其控制研究[D]. 陈哲明.西南交通大学 2010
硕士论文
[1]高速列车电空制动分配优化研究[D]. 吴希荣.北京交通大学 2016
[2]高速列车滑行时制动力再分配策略研究[D]. 秦金飞.北京交通大学 2013
[3]CRH2型动车组再生制动过程仿真研究[D]. 蒲思培.西南交通大学 2012
[4]高速列车制动力再分配方法的研究[D]. 谷杨心.北京交通大学 2010
[5]200公里级CRH2型动车组制动控制系统的研究[D]. 黄栋杰.西南交通大学 2010
本文编号：2922385
【文章来源】：湖南工业大学湖南省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文结构框图
不同的制动等级对应着不同的制动减速度β ，从制动力。因此目标制动力的大小和列车的制动工况息息相关高速动车组减速度特性[54]，其表达式的计算通常由其常用制线 所 得 。 目 前 高 速 列 车 快 速 制 动 工 况 下 减 速 度 一2≤ 1.1m /s，因为当超过21.1m /s 时会影响乘客乘坐的舒适性方便计算，将整个高速动车组看作单质点模型。以此为计算二定律，则列车的目标制动力 ( )MF KN 可表示为[28]：= (1 )MF M + γ β车总质量(t )，γ 为回旋质量系数，β 为列车减速度2(m / s 力的计算车组的电制动与其再生制动特性曲线有关，本文以 CRH2 型动动车的再生制动特性曲线如图 2-1 所示：
1 21 P P+ +：0μ 为黏着特性曲线初始斜率， λ 为蠕滑率， μ ( λ )是以 λ 1 2PP 为轨面参数。不同轨面状态下1 2PP 的值如表 2-2 所示[57]表 2-2 不同轨面计算参数轨面条件 P1P2高黏着 120 280低黏着 200 500极低黏着 350 10002 所示为不同轨面下的黏着特性曲线，对于不同的轨面，黏增加先增大后减少，并存在最优蠕滑率对应唯一的峰值点。，右边为滑动区。黏着控制的目标是让列车的蠕滑率始终保运行在最大黏着系数区域，从而获得最佳的制动力。这样列车的打滑机率，保障运行安全，提高制动性能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无稳态振荡极值搜索重载机车最优粘着控制[J]. 赵凯辉,李燕飞,张昌凡,李鹏. 计算机仿真. 2018(09)
[2]高速列车制动力分配优化控制算法研究[J]. 张昌凡,殷晓飞,刘建华,何静,豆兵兵. 电子测量与仪器学报. 2018(03)
[3]重载机车滑模极值搜索最优粘着控制研究[J]. 赵凯辉,李燕飞,张昌凡,何静,李鹏. 电子测量与仪器学报. 2018(03)
[4]基于对偶二次规划的六足并联机器人驱动力分配[J]. 辛桂阳,钟国梁,王恒升,邓华. 机械工程学报. 2018(07)
[5]一种永磁同步电机失磁故障容错预测控制算法[J]. 张昌凡,吴公平,何静,冯江华,赵凯辉. 电工技术学报. 2017(15)
[6]包装印刷用永磁同步电机控制及无速度传感器控制技术综述[J]. 赵凯辉,何静,李祥飞,黄刚. 包装学报. 2017(01)
[7]基于轴重转移下的机车防空转仿真研究[J]. 张昌凡,豆兵兵,何静,刘林凡,殷晓飞. 机车电传动. 2017(02)
[8]重载机车粘着性能参数的极大似然辨识方法[J]. 何静,刘光伟,张昌凡,孙健,程翔. 电子测量与仪器学报. 2017(02)
[9]参数优化的支持向量机机车车轮状态检测[J]. 何静,刘林凡,张昌凡,豆兵兵. 电子测量与仪器学报. 2016(11)
[10]城轨列车空气制动力分配方式研究[J]. 石喆文,邓国舜. 铁道车辆. 2015(08)
博士论文
[1]高速列车驱动制动动力学及其控制研究[D]. 陈哲明.西南交通大学 2010
硕士论文
[1]高速列车电空制动分配优化研究[D]. 吴希荣.北京交通大学 2016
[2]高速列车滑行时制动力再分配策略研究[D]. 秦金飞.北京交通大学 2013
[3]CRH2型动车组再生制动过程仿真研究[D]. 蒲思培.西南交通大学 2012
[4]高速列车制动力再分配方法的研究[D]. 谷杨心.北京交通大学 2010
[5]200公里级CRH2型动车组制动控制系统的研究[D]. 黄栋杰.西南交通大学 2010
本文编号：2922385
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/2922385.html
