基于超级电容储能的电动牵车机电传动系统设计

针对目前内燃机车和“铁牛+绞车”系统在铁路站场进行牵引作业时存在的问题,文章介绍了基于超级电容储能的电动牵车机,概述了其技术创新点,并从牵引及能耗计算、系统构成、主要控制功能等方面阐述了电传动系统的设计。该电传动系统具有低速控制精度高、智能化等特点,满足设计运用要求,符合智能绿色发展方向。

基于改进自抗扰的往复式牵引装置速度控制

为解决往复式牵引装置速度波动的问题,分析引起往复式牵引装置速度波动的原因并提出解决方案。首先,对往复式牵引装置的伺服直驱液压系统进行研究,建立永磁同步电机及液压部分的数学模型,在AMESim软件中建立控制系统仿真模型;其次,为提高往复式牵引装置的控制效果,提出一种基于光滑fal(e,α,δ)函数和前馈扰动补偿的改进自抗扰控制器;然后,通过接口将AMESim软件与MATLAB-Simulink软件进行联合仿真研究,以0.2 m/min阶跃速度作为输入信号,得到控制系统响应时间为0.35 s,稳态精度为0.0015 m/min,相比改进前的控制系统响应速度更快、稳态精度更高;最后,通过实验平台对改进自抗扰控制器进行实验验证,结果表明实验曲线与仿真曲线较为吻合,验证了控制系统仿真模型的正确性,并将改进自抗扰控制器用于往复式牵引装置的速度控制,解决了往复式牵引装置速度波动的问题,提高了牵引出的管材制品的表面质量。

基于电驱动系统的农业车辆牵引负荷车设计与试验

针对传统农业车辆牵引负荷车机械结构复杂、存在加载死区导致无法实现全范围加载,采集系统功能单一无法实时评估被试车辆牵引性能的问题,设计了一种基于电驱动系统的农业车辆牵引负荷车。负荷车以最大加载牵引力150 kN为设计目标,结合对驱动轮的受力分析,完成了其整机关键部件的选型设计,采用集成发动机-电动桥的电驱动系统为核心单元,使用转向牵引架实现前桥平台的自动跟随转向。在LabVIEW RIO架构基础上,通过FPGA搭建高算力、高性能的测控系统,实现对电驱动系统电流、电压、被试车辆牵引力、油耗等多种信息的采集、无线传输与存储,并使用模糊自适应PID控制算法对牵引力加载进行闭环控制。最后开展整机性能验证试验,负荷车实现了0~150 kN范围内的负荷加载,加载系统最大响应时间为3.6 s,最大超调量为1.61%,实际加载牵引力与目标牵引力最大误差为4.5%。整机性能验证试验表明,负荷车具备良好的牵引负荷加载性能,其测控系统可实现被试车辆牵引性能多参数的实时准确监测,能够完成对农业车辆牵引性能的全面评估。

电梯节能技术探讨

我国要在2030年前二氧化碳排放量达到峰值、2060年前实现碳中和,节能是实现碳达峰、碳中和目标的关键支撑。随着我国经济的迅猛发展,能源供应对社会经济发展的制约愈演愈烈,作为耗能大户的电梯,在数量迅猛增加的同时,如何研究和发展节能技术,对国家每年节能效益的影响是相当可观和重要的。该文从电梯的曳引机技术、驱动系统技术和控制系统技术3方面介绍电梯的节能技术。希望能助力电梯制造企业向全社会提供更加环保节能的电梯,推动我国的节能事业。

基于故障传播与因果关系的故障溯源方法及其在牵引传动控制系统中的应用

针对故障溯源问题,提出一种基于故障传播与因果关系的故障溯源方法.该方法首先建立体现时空特性的系统故障传播模型;其次利用Granger因果关系技术判定不同观测点信号间的因果关系,确定适合提取信号故障特征用于故障诊断的观测点;然后提取系统运行时这些观测点故障特征和故障传播时间;最后同故障传播模型中对应观测点的时空特性相匹配,从而确定故障类型与位置,实现故障溯源.所提方法在高速列车牵引传动控制系统半实物仿真平台上进行了实验验证,结果表明该方法可行有效.

汽车牵引力控制系统的变参数自适应PID控制

合理的驱动轮滑转率控制是保证汽车具有良好急加速驱动性能和稳定性的前提。复杂路面条件下汽车牵引力控制系统对驱动轮滑转率的控制需要基于驾驶员加速驾驶意图判断结果,通过合理协调发动机转矩干预和主动制动来实现。由于驾驶意图和路面附着条件的改变引起汽车动力学参量以及实际控制系统边界条件的改变,使得传统的PID控制的应用受到限制,因而提出一种可变参数的自适应PID控制器,根据驱动轮实际滑转率与目标滑转率的偏差自适应的调整PID控制器中的整定参数值,从而改善PID控制的控制品质,使汽车在复杂路况和工况条件下均能实现良好的驱动轮滑转率控制。根据不同控制参数组合方式,系统可以在发动机转矩控制、主动制动控制以及两种执行器耦合作用等三种控制模式中切换,实现驱动轮滑转率控制的目标。仿真与实车道路试验验证了这一方法的有效性。

四轮驱动汽车牵引力控制算法

提出了实用的四轮驱动汽车牵引力控制算法。在确定控制系统结构的基础上,设计了车速估算算法、油门位置PI控制器和制动门限控制算法。为实现牵引力控制算法的快速开发,建立由传感器、执行器、工控机、采集卡和输入输出电路组成的车载快速开发平台。硬件在环试验和道路试验表明:传感器能准确检测输入信号,控制算法能根据输入信号生成控制指令,执行器能快速、准确产生动作以消除驱动轮过度滑转。

模糊控制在四轮牵引力控制系统中的应用

针对四轮驱动汽车,应用模糊理论设计了牵引力控制系统的油门控制器和制动控制器。建立了基于Matlab/Simulink的硬件在环开发平台,并选择分离路面和棋盘路面两种工况进行了硬件在环试验。结果表明,所设计的控制器能有效地消除驱动轮过度滑转,从而提高了车辆的牵引性能,且在路面条件突变时具有较强的适应性。

汽车牵引式无级变速器及速比控制

牵引式无级变速器具有承载能力强、效率高、平稳性好等优良的传动特性 ,是除金属带式无级变速器外 ,可用于车辆传动的又一种无级变速器 ,适合于较大排量车辆上应用。在对弧锥型牵引式无级变速器的基本结构、传动变速原理及变速控制系统进行分析的基础上 ,推导了速比变化关系、接触压力与传递扭矩的关系以及速比反馈伺服控制阀 -液压缸 -滚轮系统的传递函数 ,建立了速比控制动态特性的数学模型 ,并给出了系统框图 ,为进行系统的性能分析及仿真研究奠定了基础。

复杂工况下基于最佳滑移率的汽车牵引力控制算法

为了提高车辆在复杂路面下的起步加速驱动能力和稳定性,提出了基于最佳滑移率的牵引力控制策略。根据当前路况下的滑转率和附着系数采用可变遗忘因子最小二乘法求出最佳滑转率。系统通过发动机转矩调节和主动制动调节两种方式协调控制,将车轮的滑转率保持在最佳滑转率附近,从而提高车辆加速性能和稳定性。在Matlab/Simulink下的仿真结果及实车冬季场地试验表明了该系统的有效性和工程应用价值。

四轮驱动汽车沙地牵引力控制方法仿真

建立了四轮驱动汽车驱动动力学模型,应用PI控制方法设计了油门控制系统。应用模糊控制方法建立了油门的模糊PI控制系统,给出了参数查询表。对室内沙槽的牵引力控制进行了模拟研究。结果表明:采用PI控制、模糊控制和模糊PI控制建立的油门控制系统可将驱动轮滑转率控制在最佳值附近,并能消除驱动轮过度滑转现象。

四轮驱动汽车牵引力控制系统研究

在确定四轮驱动汽车牵引力控制系统硬件方案和控制策略的基础上,设计了控制软件及控制系统;建立了四轮驱动汽车加速过程的数学模型;对弱附着地面、分离路面及松散沙地上的牵引力控制过程进行了仿真模拟。结果表明:牵引力控制系统能有效抑制驱动轮过度滑转。

基于规则的分布式电驱动车辆驱动系统失效控制

针对分布式电驱动车辆在进入失效控制工况下,传统控制策略存在的纵横向控制目标无法满足、驱动能力降低、安全性变差等缺点,设计并考虑动力性和稳定性的驱动系统失效协调控制策略。该策略利用分布式电驱动车辆各轮无机械连接、各轮独立驱动以及驱动单元冗余配置的结构特点,依据不同的失效状况和车辆状态制定基于规则的驱动系统失效控制算法。对所设计的算法进行实车试验验证,试验结果表明,在发生驱动系统失效后,所设计的基于规则的驱动失效控制策略通过协调控制各驱动轮驱动能力,在低速小转向阶段改善了车辆的纵向驱动能力,在高速或者大转向阶段保证了车辆的横向稳定性。

基于前馈电压补偿的地铁牵引变流器直流侧振荡抑制方法

恒功率控制在负载侧引入的负阻抗、主电路滤波参数选值受限及供电网谐波等因素易引发地铁牵引传动系统直流网侧电压、电流的持续振荡,影响供电系统与牵引传动系统的稳定运行。该文提出一种基于前馈电压补偿的振荡抑制方法,通过对前馈电压的动态调节,确保了直流网侧电压的稳定。同时考虑到电压补偿引起的过调制情况,采用一种功率平衡的控制方法,确保了在过调制情况下振荡抑制方法的有效性。该方法不受电流控制环带宽的限制,改善了负载侧输入阻抗特性,提升了系统稳定性。仿真和实验结果证明了控制方法的可行性和正确性。

基于蚁群算法寻优的电动轮汽车牵引力PID控制

提出了一种基于蚁群算法优化PID参数的控制策略,并应用于电动轮汽车的牵引力控制.文中提出了一种易于工程应用的方法来实时估计车辆的状态参数,设计模糊控制器计算出最佳滑转率,将ACO应用到牵引力PID控制器中从而实现对车轮转矩的调节,并在搭建的电动轮汽车中进行实车测试.结果表明,所制定的控制策略可以满足要求,抑制了车轮的过度滑转.

牵引逆变器SHEPWM控制技术的研究

介绍了SHE(selectedharmonicelimination)PWM控制技术用于交流传动机车的优越性 ,求出了变量个数给定后SHEPWM数学模型的多组解 ,研究了这些解的电机谐波电流抑制特性。在实验中 ,用SHEPWM消除了逆变器输出电压的 34种低次谐波。

高速动车组牵引传动控制系统仿真研究

以CRH380A型动车组为研究对象,阐述了牵引传动系统的工作原理,探讨了脉冲整流器的瞬态电流控制策略和三电平逆变器的空间矢量脉宽调制技术。着重分析了转子磁场定向间接矢量控制和牵引传动控制系统的工作原理。根据CRH380A型动车组实际设计参数,构建了牵引传动控制系统的MATLAB仿真模型,分析了该模型在牵引工况、再生制动工况和不同运行速度下的电机输出转矩和定子相电流波形。仿真结果表明,所建的恒速控制模块能够实现动车组在牵引恒速、惰行和再生制动恒速等不同运行状态间的平滑切换;牵引传动控制系统仿真模型能够实现动车组在牵引和再生制动工况下的稳定运行,达到了预期目标。

高速列车牵引传动控制系统仿真实现

以CRH2型动车组为研究对象,介绍了牵引传动控制系统的结构组成、工作原理及控制策略。根据CRH2型动车组的实际参数,基于Matlab构建了牵引传动控制系统的模型并对其进行了仿真实验。仿真结果表明,所建立的CRH2型动车组牵引传动控制系统能够很好地模拟实际列车运行情况,这验证了所搭建模型的正确性,达到了预期的目标。

动车组牵引传动系统瞬态电流控制策略对电网冲击的影响研究

本文针对动车组牵引传动系统对电网冲击的影响,分析了牵引传动系统的结构,基于SPWM和瞬态电流控制的单相三电平脉冲整流器结构和控制策略,建立了CRH2牵引传动系统仿真模型,研究了牵引工况和再生制动工况.CRH2牵引传动系统对电网冲击的影响主要有:220 kV网侧电压电流波形和谐波,27.5 kV网侧电压电流波形和谐波,1.5 kV网侧电压电流波形,220 kV网侧功率因数,以及牵引传动系统脉冲整流器不同PI参数.结果表明,CRH2运行在再生制动工况时,220 kV网侧功率因数接近-1,网侧电流谐波较大,且牵引传动系统脉冲整流器不同PI参数对电网冲击的影响较大.因此确定合适的脉冲整流器PI参数有助于减小系统对电网冲击的影响,实现电网高频噪声污染治理和动车组安全运行设计.

独立电驱动车辆车轮驱动防滑自抗扰控制

针对独立电驱动车辆加速过程中车轮的一种非线性防滑控制方法进行研究,采用Magic公式和直流电机模型建立1/4车辆动力学模型,将电机电流考虑成内部扰动,负载考虑成外部扰动,利用扩张状态观测器对扰动进行观测;以最优滑移率为控制目标,使用二阶自抗扰控制器设计车辆单轮驱动防滑控制系统,并利用遗传算法确定控制器的参数,且对多种工况下的加速过程进行仿真研究。仿真结果表明:基于自抗扰控制的防滑控制系统对系统内部和外部扰动具有鲁棒性,可以在各种工况下获得良好的纵向加速性能。