郑万高铁长大下坡道区段闭塞分区划分与列控系统匹配性研究

针对郑万高铁长大下坡道区段列控系统与闭塞分区划分不匹配导致列车ATP系统允许速度突降的问题,研究长大下坡道区段闭塞分区划分与列控系统的匹配性。基于CTCS2-200C和CTCS3-300H型列控车载设备软件制动模型进行仿真计算,得出郑万高铁长大下坡道区段闭塞分区符合性检算结果。经验证郑万高铁襄阳至万州段下行线反向闭塞分区长度CTCS2-200C检算结果存在不符合项两处;上行线反向轨道电路信息许可长度CTCS3-300H检算结果存在不符合项一处。由于反向运行为特殊运行场景,建议纳入铁路局列车运行管理办法,以解决检出问题对列车运行的影响。本项研究实现了跨专业技术融合验证闭塞分区设计与列控系统匹配性的方法,可供其他类似工程参考与借鉴。

电动汽车电机再生制动模糊控制设计

为提高电动汽车再生制动能量,分析制动力及制动力分配方式,选取理想制动力分配曲线I曲线、固定分配线β线进行制动效果仿真对比;根据汽车制动要求制定模糊规则,结合制动强度、车速和电池荷电状态确定电机制动力分配因数;采用MATLAB-Simulink建立制动模型,对比I曲线、β线的再生制动效果,并以新欧洲行驶循环(new European driving cycle,NEDC)工况的制动部分进行验证。仿真结果表明:在制动强度为0.5时,I曲线与β线制动效果差距较小;在制动强度为0.8时,I曲线与β线制动效果相同;车速为50 km/h,制动强度为0.5时,采用模糊规则控制分配制动力,β线比I曲线电机制动能量高8.78%;NEDC工况下I曲线与β线的制动总能量变化一致,β线电机制动能量比I曲线高13.58%。采用β线制动力分配方式可以提高电机再生制动能量,有效实现能量回收。

电子液压线控制动压力控制开发

为了克服电子液压线控制动系统(EHB)死区、摩擦及系统不确定性对压力控制的响应和精度的影响,文章提出一种新的闭环-前馈相结合的压力控制策略。该策略首先建立电子液压线控制动系统的动力学模型,并分析压力与活塞位移和速度相互关系,根据试验台架获取主缸压力与活塞位移的关系曲线;同时提出以压力-速度-电流为主的主控制回路,并以主缸活塞位置为辅助量的压力补偿控制策略;最后在斜坡和正弦工况下进行测试,结果表明该方法能够保证压力跟踪的快速响应和稳态跟踪性能。

同一信号机防护两条不同速度大号码道岔进路方案研究

当铁路信号机防护2条不同速度的大号码道岔侧向进路,且2条进路只能共用1组大号码道岔应答器组时,列控中心无法根据不同进路发送对应大号码道岔侧向速度,为此,对大号码道岔侧向速度控制原则进行研究。重点针对最不利行车许可原则和安全制动原则,提出2种设计方案进行比选。通过研究得出,若过岔后控车曲线是由140 km/h到120 km/h的降速曲线,且不同速度段均能平稳制动,则该组大号码道岔侧向速度宜按140 km/h描述。此外,建议工程设计时优先按照防护信号机内方一条为直向进路、另一条为侧向进路进行设计。研究结论对类似枢纽车站具有一定参考意义。

特殊工况下的ABS控制算法

为保证汽车防抱死制动系统(ABS)在特殊工况下的控制效果和可靠性,研究了不平路面制动、低速状态制动、转向制动、过沟坎制动4种典型ABS特殊工况,根据特殊工况的识别、控制量计算补偿和控制流程调整的思路,提出通过轮加速度信号识别路面不平度的不平路面补偿控制算法、上升下降沿同时采样的低速补偿控制算法、转向识别补偿算法和沟坎识别防止ABS误动作补偿算法.经过实车试验验证,该算法实用性好,能保证ABS在几种典型特殊工况下的控制效果.

高速列车制动曲线的计算与验证

分析了列车运行过程中的受力情况,给出了制动过程中减速度的计算方法,并采用正向、反向两种迭代方式计算列车制动曲线,两种方式计算出的制动曲线一致,证明了计算制动曲线的方法是正确的.在反向迭代计算制动曲线时,缩小距离步长,可以提高制动曲线的精确度,选择合适的距离步长,不但能保证精确度,而且可以满足时效性.通过仿真得出,在平直道上,CRH2型高速列车在初始速度为300km/h时,紧急制动距离为2 780m,最大常用制动距离为4 628m,符合国家规定.分析了制动过程中列车减速度与速度的关系.最后,分析了制动初始速度与制动距离的关系,发现制动初始速度越大,制动距离越长,且制动距离非线性增大.

基于ECE法规及I线的纯电动汽车制动能量回收策略研究

针对某纯电动汽车,基于ECE法规曲线和I线,设计前后轴制动力分配策略,进行制动能量回收控制策略研究.采用模糊控制的方法,考虑电池的充电功率限制,对电机的再生制动力矩进行修正,依据不同制动强度设计电机的再生制动力与前轴制动力的比例分配,制定再生制动和摩擦制动的制动力分配及制动能量回收控制策略.利用Simulink和Cruise软件建立联合车辆及能量回收控制策略仿真模型,在不同强度制动工况和NEDC循环工况下,对本文的制动能量回收控制策略进行验证.结果表明,本文所提出的控制策略符合制动稳定性的要求,前后轴制动力分配曲线符合制动特性,能够有效的回收制动能量,提高电池SOC,增加电动汽车的续航里程.

高速磁浮列车涡流制动控制研究

针对高速磁浮列车涡流制动的特点,采用了跟踪理想制动曲线的控制策略,并利用模糊控制理论设计了涡流制动等级控制器,通过对紧急制动过程中列车位置的闭环控制,实现列车准确停靠目标停车区。最后在Simulink中对制动过程进行了仿真试验,结果表明上述控制策略和控制器具有较强的鲁棒性,达到了预期目的。

汽车制动系统的电子控制

汽车制动系统是汽车主动安全系统的重要组成部分,制动系统的电子控制极大地提高了汽车的主动安全性。本文介绍汽车制动系统中主要的电子控制功能ABS、EBD、CBC、BAS及EBS的组成及工作原理。

炼钢转炉氧枪定位控制系统的设计

以炼钢转炉中的关键设备氧枪为研究对象 ,分析其在整个设备中的作用、工作过程以及原有设备中对氧枪定位控制的原理、实际使用中存在的缺陷 ,研究比较后在确保安全生产的前提下 ,正确设计了氧枪自动控制系统 ,实践表明 ,该系统达到了对氧枪精确定位和提高生产效率的目的 .

高速动车组制动减速度监控技术的初步探讨

阐述了高速动车组采用制动减速度监控的必要性及减速度监控技术的基本设计原则。

基于自抗扰控制的电控机械式制动器弯道制动力控制策略研究

针对搭载电控机械式制动器(EMB)的车辆制定了一种弯道制动力控制策略,首先根据驾驶员的期望减速度得到所需的制动力,以垂直载荷估计值为依据对制动力进行初始分配,其次,利用基于自抗扰控制(ADRC)算法设计的附加横摆力矩控制模块得到提升车辆操纵稳定性所需的附加横摆力矩,最后通过制动力调节模块对初始分配的制动力进行调节,利用Simulink与CarSim开展联合仿真并与比例分配方案进行对比。结果表明,使用所提出的控制策略时车辆在弯道制动条件下四轮不易抱死,横摆角速度与质心侧偏角也更接近理想值,有效提升了车辆弯道制动安全性。

双面铝箔包装机自动对标装置的设计

为了使双面铝箔包装机包装出的成品美观、整齐,需要在双面铝箔包装机中研发自动对标装置。在双面铝箔包装机中设计了自动对标装置的机械结构,设计了包装物品的工艺流程;论述了双面铝箔包装机自动对标装置的对标原理及实施方法,即由色标检测光电开关将检测到的信号传送到PLC,控制磁粉制动器上的电压来调整膜片的张力及拉伸长度,最终实现两侧包材对齐;为了更好地实现自动对标装置的可靠性,在传动系统中设计并分析了与之相关联的的凸轮曲线。双面铝箔包装机采用自动对标装置后,能在2 min内将板块的文字及双面图案完全对正,使双面图案完整、位置准确无误,误差小于0.3 mm。

微重力落塔精密三自由度电磁释放控制系统

在微重力落塔释放载荷舱时,由于机械应力、摩擦力等的干扰,会产生旋转力矩和加速度突变,影响载荷舱内的微重力水平。为此,提出了通过主动控制释放电磁力减缓应力影响以提高微重力水平的工作方式。首先对舱体的姿态与位置进行了动力学解耦分析。然后对三自由度控制模型进行了研究,并提出了优化的释放过程运动规划曲线。对比了多种不同释放方式和释放策略的仿真结果,最后设计了释放系统样机,实现了上述电磁释放的运动规划与闭环控制。实验结果表明,与直接释放相比较,所提出方案可以实现载荷舱在0.15 s内从零加速度到重力加速度的平稳过渡,水平方向的加速度扰动幅值降低到3.7%,有效减缓释放过程中的转动干扰,提高载荷舱内的微重力水平。

基于模糊控制的纯电动汽车再生制动策略仿真

为了使纯电动汽车在制动时既能保证安全性,又能获取最大的制动能量回馈效率,综合考虑了ECE法规线、I曲线、f线以及M线对制动力分配的规范作用,结合模糊控制算法,提出了一种以车速v、制动强度z以及蓄电池SOC三者为输入、制动能量回馈比例Kr为输出的模糊控制系统。在此基础上建立了再生制动模型,将其嵌入到ADVISOR 2002中,并在CYC_UDDS工况下进行仿真。研究结果表明,新的再生制动策略比ADVISOR 2002原有的控制方案回收率提高了6.36%,显著提高了电动汽车的实际续航里程。

高速列车速度监控曲线研究

速度监控曲线计算是高速列车运行控制系统的核心功能之一。对国际铁路联盟(U I C)544-1标准及欧洲铁路运行管理系统(ERTMS)Subset 026规范中的相关规定进行研究,并形成一种适用于高速列车的控制曲线计算方法,为列控车载设备速度监控功能的设计和实现提供了理论依据。

时速400 km轮轨制动大蠕滑黏着试验研究(二)——水介质条件下纵向蠕滑控制模式对黏着特性影响

利用1∶1高速轮轨关系试验台,研究试验速度从200 km·h-1提高至400 km·h-1后轮轨间水介质条件下在不同的黏着阶段施加不同纵向蠕滑率直接加卸载控制或蠕滑率保持4 s控制对大蠕滑黏着特性的影响,重点分析200,300和400 km·h-1速度时在黏着再上升阶段施加不同的蠕滑控制使黏着进一步上升的特点和规律。结果表明:在黏着力系数第1个峰值点至“低谷点”的不稳定阶段,施加纵向蠕滑率直接加卸载控制或蠕滑率保持4 s控制均会导致黏着力系数下降;速度为200和300 km·h-1时在黏着力系数“低谷点”至第2个峰值点的稳定阶段,施加纵向蠕滑率直接加卸载控制或蠕滑率保持4 s控制一般会使黏着力系数进一步上升,并出现“卸载峰”;时速为400 km时在黏着力系数“低谷点”至第2个峰值点稳定阶段的中间位置(纵向蠕滑率为12.5%附近),施加纵向蠕滑率卸载控制或蠕滑率保持4 s控制更易导致黏着力系数再上升,并出现“卸载峰”;在黏着再上升阶段施加纵向蠕滑率保持4 s控制将使黏着力系数进一步上升,非常有利于提高轮轨黏着利用率。

列车监控装置制动模式曲线设计

论述了列车监控装置制动模式曲线的概念、制动模式曲线计算参数的选择、客货列车在自动闭塞区段应当采用的速度监控模式 ,提出了自动闭塞分区长度限速的概念 ,通过计算确定了采取速度分级控制时列车通过黄灯、绿黄灯的合理限速 ,指出一定的闭塞分区长度甚至对绿灯也有一定限速。

基于列控车载设备制动曲线的高速列车牵引计算平台

为了检算铁路客运专线闭塞分区长度与列控系统的符合性,设计基于列控车载设备制动曲线的高速列车牵引计算平台。采用HTML,CSS,JavaScript,Vue.js,Node.js和Koa等Web技术进行开发,使用MySQL作为后端数据库,构建B/S架构应用平台,包括基础数据处理、列车运行仿真、列车追踪间隔时间计算、闭塞分区检算和统计分析5个功能模块。其中,列车运行仿真模块为牵引计算平台的核心,由线路信息、列车动力学模型、列控车载设备制动曲线算法和速度控制组成;列控车载设备制动曲线算法具备列车超速防护功能,根据移动授权和列车速度距离信息生成允许速度和制动指令,实现列车运行仿真的闭环处理。选取京沪高速铁路列控工程数据和CRH3A型动车组参数进行列车牵引计算,得到高速铁路列车追踪间隔时间,验证闭塞分区设计长度满足列控车载设备制动距离要求。结果表明:该平台可用于闭塞分区长度符合性检算,从而验证闭塞分区设计与列控系统的匹配性。

高速铁路列车制动曲线速度分段方法

针对使用欧标法计算列车制动曲线时速度分段个数多带来的负面影响,提出1种减速度曲率分段与等间隔分段相结合的速度分段方法。采用3点求曲率方法,计算所有基本速度分段点的减速度曲率,将其突变点作为分段点,得到基于减速度曲率的速度分段;然后在高速阶段跨度较大的速度分段内,再进行等间隔速度分段,得到最终的速度分段。以CRH 380AL高速动车组为例,基于该型动车组的车辆制动参数,按本文方法分别进行2等份和3等份等间隔速度分段并计算制动曲线,与采用基本速度分段计算得到的制动曲线对比制动距离偏差绝对值。结果表明:本文方法能够以较少的速度分段计算得到较高精确度的列车制动曲线,且在列车制动曲线计算结果的精确度和计算效率之间取得良好平衡,在保证列车运行安全的同时,不会降低列车运行效率。