矿用无人运输车辆精准停靠控制算法

以无人驾驶矿用运输车为平台,开展精准停靠控制试验研究。为尽可能精确地到达期望停靠位置,首先设计距离-速度规划方案,在此基础上提出1种前馈加反馈的执行器开度控制算法;其次,在底层控制中考虑加速度补偿项,并对制动切换逻辑进行优化;最后进行仿真测试和实车试验,通过测试纠正控制参数,避免掉烦琐的系统参数辨识。结果表明:采用精准停靠策略能降低干扰引起的速度波动,优化底层控制逻辑,有效提高停靠精度。

城轨列车再生制动能量回馈系统应用方案综述

城轨列车在制动过程中产生大量的能量,当不能完全被其他车辆吸收时,导致牵引用电网电压升高,危害牵引设备、车辆安全和缩短使用寿命。由于轨道交通制动再生能量处置是一个复杂、综合的过程,如何对其进行合理的控制成为学者研究的热点,为此,综合分析了能耗型、储能型、逆变回馈型等四种再生能量处置方案的优缺点及逆变回馈方案中的三种并网形式,通过分析认为逆变回馈型再生制动能量吸收系统是目前解决地铁列车制动时网压升高及节能问题的最优方案。

永磁直驱地铁列车能耗分析及验证

[目的]地铁列车的永磁直驱技术作为一种新型的牵引方案,在节能、降噪等方面具有一定的优势,特对其节能效果进行研究。[方法]通过理论分析,探讨了永磁直驱地铁列车相对传统的异步牵引电机齿轮传动地铁列车在能耗方面的优势,并以徐州1号线永磁直驱列车为例,介绍了永磁直驱地铁列车的设计方案;结合实际线路情况,计算了永磁直驱地铁列车相对传统异步牵引电机齿轮箱传动地铁列车的节能效果;最后通过试验验证了其优势。[结果及结论]在节能方面,永磁直驱牵引系统相比传统异步牵引电机齿轮箱传动系统具有较高的优势。

电动汽车续驶里程影响因素分析

电动汽车因操作便捷、噪声低、节能环保等特点,已成为人们出行的首选交通工具之一。续驶里程作为电动汽车的关键性能之一,广受关注。分析了影响续驶里程的能量流向,然后以能量流向为基础,分析了电动汽车的整车参数、动力电池、电机及其控制器系统、制动能量回收等因素对续驶里程的影响,展望了未来电动汽车续驶里程增加的方向。

一种新型剪切阀式旋转MR制动器的开发与评估

基于磁流变(Magnetorheological,MR)液的流变特性,MR制动器具有的高转矩-体积比(Torque-to-Volume Ratio,TVR)和低功耗优点使其成为一种应用前景广泛的被动力输出装置。为了提高旋转型MR制动器在单位空间内的输出制动转矩,基于凸轮结构提出了一种在剪切阀模式下工作的旋转型MR制动器。首先,介绍了这种新型MR制动器的总体结构,并基于Bingham塑性模型和凸轮模型对MR制动器的输出制动转矩进行了理论推导。然后,利用ANSYS软件和多目标优化设计方法,对制动器的结构进行有限元分析,得到最优的几何参数。在自主搭建的实验平台上对制动器进行了性能测试实验,结果表明,该制动器具有较高的TVR、较低的初始制动转矩和良好的动态特性。该制动器在较小的体积下能够实现最大42.4 kN/m^(2)的TVR,可以很好地满足力触觉交互、康复训练、可穿戴设备等需要小体积和大输出转矩的应用场景。

倾斜带式输送机能量回馈变频制动技术仿真研究

针对倾斜带式输送机传统制动方式存在能耗较高、制动冲击较大、制动平稳性较差等问题,对倾斜带式输送机新型制动技术进行研究,提出了一种能量回馈变频制动新技术。利用计算机系统搭建了回馈变频制动技术PID闭环控制模型,设置仿真参数并进行数值模拟。仿真结果表明,回馈变频制动中的回馈制动单元可以回收系统能量,有效降低制动能耗,大大降低制动冲击,实现了带式输送机的恒力矩制动,机械和电气复合制动方式可以有效防止误制动,制动过程更可靠,验证了能量回馈变频制动技术的优势和效果,取得了满意的仿真结果。

CRH6型城际动车组空气制动异常施加问题分析研究

CRH6型城际动车组在运用过程中出现闸片磨耗过快的问题,磨耗周期约8万km。根据减速度设计曲线与电制动包络线,列车电制动能力在全速度范围内至少可覆盖常用制动2级。但是大量的动车组上线运营数据显示,动车组在低级位(2级)制动时均补充了空气制动,与理论设计存在差异。针对上述问题,搭建了牵引系统与制动系统地面试验台。为模拟现车条件,电制动请求、电制动反馈线缆长度同现车线缆长度。模拟不同制动级位、不同速度等级下的电空配合工况,利用上位机和万用表分别采集牵引控制单元(TCU)和制动控制单元(BCU)的电制动请求值、反馈值。通过对试验数据分析、研究和对比发现,TCU与BCU内部的A/D电路、D/A电路在转换过程中存在损耗。此外,同一个制动单元内的动车和拖车之间传输的载荷信号也存在衰减。为此,文章从制动控制原理入手,针对采用硬线作为电制动与空气制动传输介质的列车,提出了改进优化方案,在TCU内部设定了电制动补偿系数。优化方案经过了现车验证,应用效果良好。

基于预测反馈的混合动力汽车制动机构模糊软切换控制技术

汽车制动机构系统的模糊控制多采用耦合模型,由于缺少对控制器参数的优化,导致控制误差较大,整体控制效果不佳。为此,提出基于预测反馈的混合动力汽车制动机构模糊软切换控制技术。根据动力汽车制动机构系统的组成结构,分别建立传统制动模型与再生制动模型,利用最小二乘法将其拟合,得到制动系统的综合动力学模型。根据汽车运行的实际工况,分析模糊软切换方式与各工况的匹配度,以获取模糊控制器的权重系数,采用预测反馈机制设计汽车行驶路径指令,并通过优化控制器输入偏差与辨识参数,设计最佳控制策略。实验结果表明,所提方法的控制误差较小,控制效果更好。

电容式加速度传感器下电梯制动器制停时间预测算法

电梯制动器制停时间的预测需要大量的实时传感器数据,由于受到噪声和不准确度等因素的影响,存在数据稀疏性和不完整性的问题,导致预测精度与效率较低。为此,提出电容式加速度传感器下的电梯制动器制停时间预测研究。采用电容式加速度传感器实时采集电梯制动器制停过程中的加速度数据;对采集的数据进行二阶正反馈带通滤波处理,消除可能存在的噪声或不必要的频率成分;利用傅立叶分析技术对加速度数据进行误差补偿处理,以减少由于传感器本身或其他因素引起的误差对制停时间预测的影响;基于已经滤波和误差补偿过的加速度数据,结合牛顿第二定律可以估算出电梯制动器的制停时间。经实验证明,设计方法预测平均百分比误差小于1%,预测耗时短于1ms,可以实现对电梯制动器制停时间高精度快速预测。

微型货车高速转弯的改进模型预测防侧翻控制

为解决高速转向过程中,微型货车容易侧翻的问题,提出一种前馈反馈-史密斯预估-模型预测控制结合差动制动的防侧翻控制方法。首先建立三自由度车辆模型,得到纵向速度、横摆角速度、簧载滚转角的实际值,并与Carsim得到的理论值相减得到状态偏差,接着以车辆的归一化的零力矩点横向偏移为预警指标,设计模型预测控制(model predictive control,MPC)控制器计算附加横摆力矩,通过差动制动方法分配制动力矩,最终实现车辆防侧翻。通过Carsim和MATLAB/Simulink联合仿真,进行车辆转弯运动实验。实验结果表明,该控制方法可以有效提升微型货车在高速转向过程的稳定性,提高微型货车的安全性。

城轨交通混合型再生制动能量利用系统及其控制策略

针对城轨交通再生制动能量利用问题,结合城轨交通供电系统负荷特性,提出一种含能馈系统与储能系统的混合型再生制动能量利用系统及其控制策略。结合城轨交通供电系统架构与负荷特性,提出混合型再生制动能量利用系统拓扑结构并分析其运行原理。以充分利用再生制动能量为目标制定系统能量管理策略,实现在多种运行模式和运行工况下的功率潮流管理。提出计及牵引网母线电压控制和系统动态功率分配的分层控制策略。通过仿真分析验证所提系统及其控制策略的正确性和有效性,并借助相关技术指标和经济性指标对不同再生制动能量利用方案进行对比。结果表明,所提分层控制策略能协调控制系统按需回馈、存储/释放再生制动能量,实现城轨交通再生制动能量高效利用,并有效抑制牵引网母线电压波动;同时,所提混合型再生制动能量利用方案能较好地兼顾技术效果和经济性,相比储能方案和能馈方案有一定优势,可作为城轨交通再生制动能量利用方案的选择之一。

新能源汽车的制动控制系统优化分析

阐述纯电力和电动机驱动的电动汽车的制动控制回馈系统、功率变换器功能、制动能量回馈系统的优化因素,新能源汽车能量回收系统的回收利用率。

磁悬浮电机断电重启控制策略研究

磁悬浮电机采用电磁轴承支撑转轴,当其应用于不间断运行场合且发生短时断电时,要求电机在电网恢复后能快速重启,且断电时间内磁轴承能持续供电,以免转轴跌落损毁。针对该问题,提出一种高可靠的磁悬浮电机断电重启控制策略,高速断电时采用电压电流双闭环控制,对电机进行无传感矢量发电控制,电网恢复后进行带速重启,外环快速切换至转速环,电机重新进入矢量电动控制模式;低速断电时,采用升压式能量回馈制动控制,电网恢复后待电机制动完全再进行零速重启。仿真及实验结果验证了该方法的有效性,相比传统的电机制动完全后再零速重启的方法,高速断电下能极大缩短重启时间。

低压能量回馈装置中SHEPWM技术的研究

为了提高电力机车中低压能量回馈装置的输出电能质量和工作效率,研究了特定谐波消除脉宽调制技术(SHEPWM)在低压能量回馈装置中的应用,建立了1/4周期对称算法的SHEPWM方程组,采用牛顿迭代法求解得到开关频率为1050 Hz时的两组开关角组合,通过仿真验证了所提方法的有效性及其数值解的正确性,并对比了在不同调制度下采用不同开关角组合的控制效果,为开关角的选择提供了依据。

城市轨道交通再生制动回馈系统设计与节能探讨

对城市轨道供电系统各组成部分的电气特性建模,研究含逆变回馈装置的牵引变电所组合运行控制策略,并采用交替迭代方式实现交直流一体化供电仿真计算.结合列车运行负荷过程模拟,利用软件求解多车、动态的全网络潮流分布和再生制动能量分配利用情况,以此为基础进行相关牵引供电计算、逆变回馈装置位置容量优化和能量反馈效果评估等研究工作,并对再生制动回馈进行系统优化设计.

中低速磁浮逆变回馈型再生制动组合变流装置应用

目前国内城市轨道交通主要采用独立于整流机组的再生制动变流器与再生制动隔离变压器组合的中压逆变能馈方案。本文结合凤凰磁浮文化旅游项目一期工程,阐述了基于独立的整流模块与双向逆变模块构成的组合变流装置在中低速磁浮项目中的应用。随着凤凰磁浮一期线路的试运营,该组合变流装置已取得预期效果,以期对后期中低速磁浮轨道交通供电设计提供参考。

城市轨道交通中压回馈型再生制动吸收装置的研究

基于城市轨道交通中压回馈型再生制动吸收装置的工作原理,分析了其在建设和运营时期的应用价值,以及列车制动与中压回馈型再生制动吸收装置匹配性的验证方法。结果表明,中压回馈型再生制动吸收装置在开通运营前有必要进行其与列车制动的匹配性测试,且需在运营初期行车密度较小时尽早投入使用。

基于模糊推理和反模糊化的汽车制动器防抱死控制方法

常规模糊PID控制策略下的汽车制动器防抱死技术,能够通过模糊计算最大程度改进制动空间,但是模糊控制过程缺少反馈规则,导致很容易出现模糊过控制问题。利用信息感知、决策和执行模块构建制动器防抱死系统整体架构;从车辆模型、轮胎模型和制动器模型三方面建立动力学模型;通过非线性函数设置免疫反馈规则,调整比例系数,形成反模糊化规则。获得模糊免疫PID与反模糊化约束的控制输出;经过模糊推理和反模糊化过程完成汽车制动器防抱死冗余自动控制。实验仿真结果表明:所提技术在不同路面下都能降低滑移率,减少制动时间,缩短制动距离,避免出现抱死冗余现象。

既有地铁线路牵引节能优化策略研究

针对地铁线路开通运营一段时间后列车牵引能耗趋于稳定的情况,文章基于构建的牵引能耗模型提出了优化牵引电制动特性与提高能量回馈率两种节能策略。对优化策略进行仿真研究,结果表明两种优化方案均具有牵引节能的效果。对既有地铁线路列车的牵引电制动特性进行优化,同时根据线路排车密度特点合理设置能馈装置,可起到有效牵引节能作用,并确保后续30年运营经济效益最优。

变频驱动异步电机再生制动及馈电技术

针对通用变频器不能直接用于快速启动、制动和频繁正反转调速场合问题,探讨了变频调速系统中的再生能量产生机理,尤其是对再生能量回馈状态下惯性体的运动能量、有源逆变回馈能量、制动转矩进行了定量分析,揭示了各物理量之间的关系,设计了一种通用变频器能量回馈控制系统。实验表明,该系统馈送电流谐波小,功率因数高,能够有效地实现能量回收和精确制动;该系统使得变频器可以实现四象限运行,节能效果明显。