多轴分布式电驱动车辆电液复合制动控制研究

针对多轴分布式电机驱动车辆电液复合制动中易出现的车辆制动抖动问题,提出了一种建压阶段电机制动力修正策略和一种基于前馈-反馈的协调控制策略,分别在建压阶段和其他阶段通过协调复合制动力来解决制动抖动的问题。针对防抱死控制系统与电机制动系统共同作用时的制动矛盾,提出了一种基于PID控制的ABS控制策略,主要通过改变电机制动力来解决制动矛盾的问题。通过TruckSim、Matlab/Simulink及AMESim联合仿真验证,制动冲击度在建压阶段下降了20.66%,在电机退出阶段下降了92.59%,驾驶感觉得到明显改善。而ABS控制策略也可在保证理想滑移率的同时完成制动能量回收;结合整车制动试验,表明协调控制策略在保证制动效果良好的同时实现了制动能量回收,效果显著。

基于晶闸管的模块化组合式直流泄能装置及其协调控制策略

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)高压直流输电技术(high voltage direct current,HVDC)受端交流系统故障引起的直流过电压问题,文中提出一种基于晶闸管的模块化组合式直流泄能装置拓扑及协调控制方法。该直流泄能拓扑包括模块化分布式泄能部分、限流电抗器和集中式泄能电阻3部分,对子模块工作模式进行设计,提出可避免直流泄能装置反复投切的弹性调节泄能的协调控制策略,推导直流泄能装置功率控制及其内部电气耦合关系,给出泄能装置元件参数的设计方法。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建MMC-HVDC及所提出的直流泄能装置模型,研究单相和三相接地故障下直流泄能装置的特性及直流过电压抑制效果。结果表明,所提直流泄能装置在协调控制策略下能够分阶段弹性调节泄能功率,有效抑制直流过电压,并有利于故障后的快速恢复。

地铁列车制动力再分配优化控制研究

针对现有地铁列车在电-空制动力分配控制策略中没有充分考虑各轴应施加制动力存在差异的问题,对制动力再分配优化控制算法进行了研究。在对电制动优先的电-空制动力协调分配算法进行分析的基础上,以北京某地铁列车中2动1拖基本制动单元为研究对象,基于轴重转移原则,提出了根据各轮对所承受压力的大小按比例再分配空气制动力的优化控制算法,并通过Matlab/Simulink软件对地铁列车处于不同制动工况下制动力的再分配情况进行了仿真和分析。仿真结果表明,基于轴重转移的各轴空气制动力再分配优化控制策略有助于改善列车防滑性能、提高列车平稳制动的效果,达到了预期目标。

CBTC系统列车追踪间隔计算及优化

针对城市轨道交通系统在某些情形下,列车在车站区域的追踪间隔过大,导致系统整体性能降低的问题,对已有基于通信的列车控制(CBTC)系统列车追踪间隔算法进行了分析,提出了一种基于站台限速值和限速区域参数调整的正线列车追踪间隔的优化方法.该方法通过系统仿真得到站台限速设置、列车追踪间隔和列车旅行速度的关系,从而获得优化的设置方案.在西南交通大学CBTC系统仿真与性能分析平台上对该方法进行了仿真测试,详细描述了测试案例中将96 s追踪间隔优化为90 s的过程.结果表明,所提出的方法能够优化系统关键区域的列车追踪间隔,提高系统性能.

基于动态轴荷的电控制动系统制动力分配控制算法

针对半挂汽车列车制动时轴荷转移大、制动距离受载荷影响大的问题,提出了非紧急制动工况基于动态轴荷的制动力分配算法。根据轴荷变化动态调整制动力分配,使各轴利用附着系数与车辆制动强度一致,同时根据车辆实际制动强度与理想制动强度差值调整制动力,使车辆在相同制动过程中制动距离不受载荷影响。对比通过软件进行常规制动与采用该算法的电控系统车辆在不同载荷下的制动仿真结果表明,该算法可动态分配制动力并进行减速度控制。

架控制动系统及其在城轨车辆上的应用

介绍了架控制动系统的组成和结构;分析了系统的控制方式、原理和功能。描述了架控制动系统在城轨车辆上的应用。针对架控制动系统的特点提出了用模块化设计方法提高系统可维护性的设想。

列车轴控防滑制动系统试验平台设计

介绍了基于压电阀的列车轴控防滑制动系统的组成及其试验平台。研究了硅压阻式压力传感器的温度补偿技术，以满足室外长期稳定工作的需求。选择了基于霍尔效应的速度传感器并研究了传感器性能测试方法，提出了多特征参数的指纹识别方法，并应用于速度传感器的故障在线诊断。以压电阀为新型气压控制部件并实验验证了压电阀较宽的工作环境温度范围；调速系统使试验平台可以在实验室环境中模拟列车运行状态，实现了列车常用制动、紧急制动、防滑保护、故障诊断等试验功能。

基于CBTC的城市轨道交通列车能耗算法及仿真

以西南交通大学的CBTC仿真与性能分析系统为平台,详细研究了列车运行的能耗算法,针对不同的线路和不同类型的列车,通过仿真均能得到列车行驶过程中的速度状态和列车牵引能耗以及再生制动能的关系。该研究为今后利用此平台,以节能为目标进行系统性能优化奠定了基础。

电动汽车坡道单轴制动稳定性与再生制动极限控制研究

在满足制动稳定性和ECE法规等条件下,尽量增大电动汽车驱动轴上的制动力比例,甚至仅由再生制动力矩进行单轴制动,是实现理想复合制动系统、提高制动能量回收效率的根本途径。电动汽车驱动形式和轴荷分布会影响到其坡道单轴制动行驶的纵向稳定性。对汽车上、下坡过程单轴制动4种工况下出现抱死、纵翻和纵滑的临界条件进行分析,得到电动汽车坡道单轴制动稳定性条件和再生制动强度的极限边界。

27t轴重通用货车应用下调车场连挂区调速控制研究

27 t轴重通用货车的应用给调车场连挂区调速控制提出了新问题。分析27 t轴重通用货车单位基本阻力更小、溜放动能更大等特点,减速顶对27 t轴重通用货车制动功的减小、临界制动速度的上浮等特性,以及与既有货车混合应用后超速连挂风险的增加、调速控制复杂性的增大等问题。通过模型建立、参数标定及仿真计算,得到减速顶对27 t轴重通用货车制动功的减幅及临界制动速度的漂移量。为解决27 t轴重与既有货车混合应用下调车场连挂区调速控制问题,提出3种调速控制方案,仿真计算显示,在满足27 t轴重通用货车调速控制、难行车不利溜放、最短溜放距离等约束下,增加布顶与调整坡度相结合的方案最优。

汽车转向防抱死制动控制系统研究

为了研究解决车辆转向过程中防抱死制动稳定性问题,设计了一种由执行级、协调级组成的分层控制系统,在执行级,设计了基于遗传算法的汽车ABS最优滑模控制器;设计了基于遗传算法的汽车转向滑模控制器。在协调级,针对制动和转向两个子系统提出协调控制方案,给出具体协调策略。用仿真结果验证所设计控制算法的稳定性和有效性。

机轮防滑刹车控制方法的研究

分析了机轮防滑刹车系统的工作原理和防滑工作过程,介绍了减速度控制法、有限状态机法和滑移率控制法在3种防滑刹车控制器设计中的应用,阐述了使用模糊控制算法、滑模变结构控制算法和人工神经网络算法的滑移率控制器的设计。

纯电动汽车制动避撞系统的建模与分析

针对纯电动汽车制动避撞系统,提出了基于反馈线性化的跟车距离、速度跟踪误差的滑模控制方法;考虑了模型非线性、系统参数不确定性和外部干扰的因素,建立车辆纵向动力学模型;采用指数趋近律的控制方法,设计了一种双输入双输出的汽车避撞系统控制器;并进行了跟车场景下制动避撞控制器的仿真。结果表明:该控制器避撞控制效果明显,在保证汽车行驶的舒适性的同时,跟车过程的跟踪误差小。

“能耗制动控制线路装调与排故”信息化教学设计案例

将信息化手段融入到职业学校课堂教学中,综合运用泛雅平台、仿真软件、课堂实操监控系统、故障预设系统等信息化手段,以"能耗制动控制线路装调与排故"为例,精心设计教学内容,充分调动学生的积极性,解决了传统教学中教师难指导、操作易失误的难题,实现从抽象的线路图到设备安装的转化;解决了教师无法同时监控多个小组操作过程的难题,实现一对多指导,提高学习效率,构建了多元化、全过程的评价体系。

土槽实验室模拟加载系统

为了进行室内模拟加载，研制了一套计算机控制的磁粉制动器模拟加载系统。本系统由计算机、ＰＣ－６３１３接口卡、加载装置、测试装置等硬件组成，加载系统的软件用ＴｕｒｂｏＣ与汇编语言混合编写，采用比例控制方法，以汉字系统为工作平台。所研制的系统可以作为农机行业通用的模拟加载系统，具有重要的理论意义和实用价值。

多轴特种车辆动力学建模及制动性能优化研究

为探究多轴特种车制动动力学特性,优化整车制动性能,以某5轴特种车辆为研究对象,通过分析其强耦合性机械系统,利用Adams/Car平台建立了包含制动系统、悬架系统、转向系统等精细化整车动力学模型。以路试实验60 km/h初速度紧急制动工况验证了模型的可靠性,并提出利用Adams/Insight优化制动管路压力分配系数方法和制动力协调控制关系优化方法以改善整车100 km/h紧急制动的制动性能。结果表明:基于Adams/insight的优化方法使制动距离和垂向加速度有所减小,提高了车辆纵向制动安全性和垂向稳定性;制动力协调控制方法的有效性更好,相比原模型有效减小了制动距离,且增加了紧急制动工况的横向稳定性;与6S/6M制动控制方式相适应的当量三轴协调关系相比五轴协调关系,改善效果有提升,拓展了探究多轴特种车制动性优化问题的思路。

架控式牵引系统在城际动车组中的应用

结合城际动车组短编组和架控式牵引系统的特点,分析了架控式牵引系统对制动系统和转向架系统的影响,并对架控式牵引系统在城际动车组中的应用前景进行了展望。相比较于传统的车控式牵引系统,架控式牵引系统提高了系统冗余性,在城际动车中具有良好的应用前景。

30 t轴重重载列车电控空气制动试验研究

长大重载列车的制动技术是重载运输发展的关键问题。文中在瓦日线30 t轴重线路和机车车辆技术平台的基础上,对30 t轴重重载列车自主化电控空气制动系统进行试验研究,通过长大下坡道的循环操纵及紧急制动等试验,对比分析电控空气系统与既有列车空气制动系统的性能。研究结果表明:自主化ECP制动系统可显著改善30 t轴重重载列车纵向动力学性能,缩短列车制动距离,列车的制动能力进一步增强,在长大下坡道的运行安全性得到提高,同时列车的平均运行速度也相应提高。

基于线性自抗扰控制的重型多轴特种车辆防抱死制动控制研究

针对重型多轴特种车辆车身长、惯性大、轴数多、用途特殊以及运输环境复杂多变等特点,制动过程中防抱死制动系统(anti-lock braking system,ABS)存在滑移率非线性、时变性和参数不确定性等问题,开展了基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)的重型多轴特种车辆防抱死制动控制优化研究。首先,利用Matlab/Simulink建立了集成单轮动力学模型、滑移率模型、轮胎模型和制动器模型等被控制动系统模型,并设计了一种基于滑移率的ABS二阶LADRC控制器模型,在高附着系数路面以初速度为30 km/h进行了ABS仿真与试验验证,通过模糊PID控制和LADRC控制的ABS制动效果对比分析,验证了LADRC控制具有更佳的制动效果;然后,以某重型五轴特种车辆为例,利用Trucksim搭建了集成车身、轮胎、悬架、转向、动力传动和制动等重型多轴特种车辆整车动力学系统模型;最后,某重型五轴特种车辆在高、中、低附着系数路面,以初速度60 km/h进行了的ABS联合仿真,验证了LADRC控制在ABS应用上的可行性和优越性。

基于轴重转移的轴控系统制动力分配研究

现有的列车制动力分配策略按整辆车重进行分配,未考虑轴重转移对列车安全运行的影响,严重情况下可能导致列车滑行。轴控制动控制系统以单轴为基本控制单元,进行制动力的计算和分配,能够提高制动控制精度和缩短响应时间。基于轴控制动控制系统提出了一种车辆轴重转移的计算方法,利用重心力矩平衡方程分别对车体和转向架进行受力分析,利用一阶状态观测器估计轮轨力转矩,同时考虑风阻及车钩作用力,对车辆各轴实际轴重进行计算,分别给出了水平轨道和坡度轨道上车辆实际轴重的计算方法,根据每根轴的实际轴重进行制动力分配。仿真分析和试验验证结果表明所提出方法能够更充分地利用轮轨黏着,同时降低了发生滑行的风险,能够有效提高列车运行安全性。