总量一致的机车多电机转矩协调分配方法

发布时间：2023-08-13 18:46

　　多电机共同提供牵引动力是重载机车、高速动车等电力机车通常采用的牵引驱动方式。机车运行过程中的空转/滑行或牵引设备故障等问题,常使某台牵引电机难以输出所需的牵引动力,这就需要协调其它牵引电机的转矩输出,才能满足机车运行所需的牵引动力总量。为此,本文分别针对轴重转移、部分牵引系统故障等问题,着重开展总量一致的多电机协调控制方法研究,以提升机车整体运行性能。具体研究内容如下:(1)针对机车轴重转移导致的各电机牵引力分配不均的问题,提出考虑轴重转移的机车牵引力优化分配方法。该法基于机车动力学分析,建立了轴重转移模型,构造了以总轴重转移量最小为目标的优化牵引力优化模型,并利用遗传算法进行求解。(2)分别以永磁无刷直流电机、永磁交流电机为研究对象,搭建总量一致的多电机系统协调控制框架,提出基于转矩波动总量最小的多电机协调分配方法,从整体上确保多电机牵引转矩总量基本一致。并针对两种类型的牵引电机,分别构造了基于滑模跟踪控制的直流电机控制方法、基于滑模变结构的交流电机控制方法,以提高电机转矩的跟踪能力和动态响应速度。最后利用实验数据对所提方法进行验证,结果表明:所提方法可使轴重转移条件下的总转移量减少...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 重载铁路运输技术的研究现状
    1.3 轴重转移的研究现状
    1.4 多电机同步控制研究现状
    1.5 本文研究的关键问题
    1.6 本文的研究内容
第二章 多电机牵引系统与总量协调框架
    2.1 引言
    2.2 多电机牵引系统
        2.2.1 牵引传动系统工作原理
        2.2.2 机车动力学模型
    2.3 总量一致协调框架
    2.4 小结
第三章 考虑轴重转移的机车牵引力优化分配方法
    3.1 引言
    3.2 遗传算法(GA)简介
        3.2.1 问题描述
        3.2.2 遗传算法求解的基本流程
        3.2.3 遗传算法构成要素
    3.3 机车牵引总量一致性
    3.4 轴重转移下的机车牵引力优化分配
        3.4.1 轴重转移数学模型
        3.4.2 牵引力优化分配
    3.5 仿真验证
    3.6 小结
第四章 多永磁直流电机驱动下的牵引总量一致协调控制
    4.1 引言
    4.2 牵引总量一致的多电机协调控制策略
        4.2.1 牵引力总量协同跟踪控制框架
        4.2.2 永磁无刷直流电机数学模型
    4.3 面向输出转矩波动最小的多电机协调分配
    4.4 永磁牵引电机滑模跟踪控制器的设计
    4.5 数值仿真与结果分析
    4.6 小结
第五章 多永磁交流电机驱动下的牵引总量一致协调控制
    5.1 引言
    5.2 永磁同步电机系统数学模型
    5.3 基于Super-Twisting算法的滑模控制器设计
    5.4 基于滑模变结构的直接转矩控制
    5.5 基于转矩波动最小的协调分配算法
    5.6 实验仿真与结果分析
    5.7 小结
第六章 结论与展望
    6.1 全文结论
    6.2 研究展望
参考文献
攻读学位期间主要的研究成果
致谢



本文编号：3841738