地铁列车最优黏着控制研究

发布时间：2022-02-09 01:17

　　潮湿、雨雪等轨面条件会导致地铁列车的黏着利用率低,从而降低列车的牵引和制动性能,进一步带来安全问题。为了使轮轨黏着力得到充分利用,建立了地铁列车的单轴牵引模型,设计全维状态观测器对黏着系数进行估计,并通过滑模变结构设计控制器来对电机转矩进行控制调整,基于MATLAB/Simulink进行模型仿真和结果分析。仿真结果表明,这种方法可以实时搜索出不同轨面条件下的最优蠕滑速度,黏着系数保持在最大值附近,提高了黏着利用率。 

【文章来源】：铁道机车车辆. 2019,39(05)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图１黏着利用控制系统在传动控制中的位置

，设计全维状态观测器对轨面黏着系数进行估计，其次采用滑模变结构设计控制器对电机控制转矩进行调节，从而提高列车的黏着利用率。图１黏着利用控制系统在传动控制中的位置１列车模型和轮轨黏着特性１．１列车单轴动力学建模地铁列车的基本配置为６辆车编组，由４辆动车车辆和２辆拖车车辆组成。其中动车车辆装有动力牵引装置，车辆转向架上安装有牵引电机，由牵引电机将电能转换为机械能，通过齿轮箱传动轴传递到轮对上，产生列车前进所需要的黏着力。图２为列车轮轨黏着力牵引示意图。图２列车单轴黏着力示意图齿轮箱的传动特性为：Ｒｇ＝ωｍωｄ（１）李会子（１９９６—）女，硕士研究生（收稿日期：２０１８－１０－２５）第３９卷第５期２０１９年１０月铁道机车车辆ＲＡＩＬＷＡＹＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥ＆ＣＡＲＶｏｌ．３９Ｎｏ．５Ｏｃｔ．２０１９

ａｃ（）－ａｂ－ａ－ｄ·ｂｄａｃ（）－ｂｂ－ａ（９）ｖｓｍａｘ＝ｌｎｂｄ－ｌｎａｃｂ－ａ（１０）表１不同轨面下的计算参数轨面状况ａｂｃｄ（ｖｓ，μｍａｘ）轨面１０．５４１．２１１（１．２０９９，０．２８６２）轨面２０．２７０．８３０．５０．５（２．００５４，０．１９６３）轨面３０．１８７６０．５４０．４０．４（３．００２０，０．１４８７）轨面４０．５４１．２０．４０．４（１．２０９９，０．１１４５）图３为４种不同轨面路况下的黏着特性曲线，从图中可知，黏着系数随着蠕滑速度的增大而增大，当达到黏着系数的最大值后，黏着系数随着蠕滑速度的增大而减小。因此在黏着特性曲线中存在一个最大值点即为最优黏着点（ｖｓ，μｍａｘ），在该点的左侧，ｄμｄｖｓ≥０，列车运行在黏着稳定区；在该点的右侧，ｄμｄｖｓ＜０，列车运行在图３黏着特性曲线非稳定区，会发生空转现象。最优黏着控制策略就是令列车可以保持运行在稳定区，使黏着系数尽可能的达到最大，提高黏着利用率。２全维观测器的设计根据车体的动力学方程可得到状态空间表达式如式（１１）ωｍ′ＴＬ′［］＝珡Ａ×ωｍＴＬ［］＋珚Ｂ×Ｔｍωｍ＝珚Ｃ×ωｍＴＬ［］（１１）其中珡Ａ＝－ＢＪｍ－１Ｊｍ００熿燀燄燅，珚Ｂ＝１Ｊｍ０熿燀燄燅，珚Ｃ＝［１０］经检验ｒａｎｋ珚Ｃ珚Ｃ珡Ａ熿燀燄燅

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3616109