转向架振动中的防滑再粘着控制研究.pdf

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1、电气牵引2012年第2期(总第124期)转向架振动中的防滑再粘着控制研究清水防介、大石清、佐野孝等长冈技术科学大学、东洋电机制造株式会社摘要：为了抑制滑移现象，我们已经提出了基于干扰观测器的防滑再粘着控制系统，而且我们确认这系统驱动器具有高附着力的的利用率。但是，这种系统没有考虑实际电力机车转向架的振动现象，切向力的大小受转向架振动的影响。因此，驱动控制系统不能确定适当的电机转矩作为参考，有时甚至减少粘附力的利用率。本文考虑转向架系统的谐振频率提出了一种新的基于干扰观测器的防滑再粘着控制系统。为了证明了该方法的有效性提出了防滑再粘着控制系统，本文证实了利用数值模拟了该系统的有效性。本文

2、通过使用具有无线传感器矢量控制系统4M1C动力车模型数值仿真模拟显示结果。作为结果，建议扰动观测是有效的振动估计抑制切向力。数值模拟结果指出，拟议的附着力控制方法具有良好的加速性能。为了抑制滑移现象，我们已经提出在防滑再粘简介着控制系统的干扰观测控制的基础上。我们已经证由多个单元组成的电动列车在人口众多的大城实，这套系统驱动高附着力利用率列车。我们已应市是很有用的运输工具。高加速度和通勤列车制动用该方法的实际电动多个单位，这是205—5000系列性能都需要高效率的集体运输工具实现。一般来(如图1所示f／东日本铁路公司])。这些列车舒适的说，切向力的电动火车车轴重量，功能和铁路之间的驾驶

3、性能。当驾驶车轮打滑现象生成，降低牵引电切向力和带动系数轮。切向力系数的特点是强烈影机的扭矩，以抑制其下滑的现象。在电机转矩的幅响铁轨条件和驱动轮，如潮湿、灰尘、油污等。当切度取决于利用扰动观测到的切向力的大小。切向力向力系数下降，产生动力车轮的打滑现象。当火车的估计对转向架振动产生影响。因此，切向力估算有滑移现象，便影响车辆的加速性能和制动性能。不能有一个具体值。过去，提出了系统的振动现象此外，铁路和驱动轮有一些磨损。因此，电动火车的不考虑实际转向架动力学电动通勤列车。当电力机驾驶系统应该有一个好的防滑再粘着控制系统。车运行的轨道连接点，它已经转向架的振动现象。它使估计的切向力强迫振

4、动。因此，驾驶控制系统不能确定适当的扭矩作为参考，有时降低最高切向力的利用率。为了提高控制系统防滑再粘着的振动现象，结合实际转向架系统，本文提出了一种新的控制系统一基于扰动观测器考虑转向架系统的共振频率的防滑再粘着控制系统。滑移现象和切向力估测电动列车依靠动力车轮和铁轨间的切向力运动。图2显示了电动列车的总体结构。此外，它由四个驱动轮和两个异步电动机(如图3所示)带动的转向架。它有一些共振频率。起初，这篇文章作出了切向力估算模型，然后设计了防滑再粘着控制系图1JR—East线205—5000系列市郊列车一38一转向架振动中的防滑再粘着控制研究统。电动火车的运动方程是从(1)至(4)式。

5、(1)是机(6)所示。使用公式(3)，本文得出了重要运动方程，车车辆的运动，以及(3)描述了电动火车动力车轮如图7所示。因此普通的扰动观测器估计电机负载的运动。在(3)中，F·r是轮子转矩对应的铁轨和驱转矩、切向力F，如图8所示。普通的扰动观测器动轮间的切向力，如图4所示。划分为零级扰动，估计观察者扰动力矩。鲁F一()(1)萼=(5)F=be()·W·g(2)()·W·g·r(6)Rg1％O．)d~7"-F·r(3)于=一·s·∞)(7)S+a“‘”。=Vd一(4)l这里：：．r，(8)rM——车轮的重量这里：vt——列车的牵引速度J。_一电机惯性力矩卜切向力c0——电机的角速度Fd(

6、vt)——列车的运行阻力下-一电机的名义转矩(vs)——切向力系数T，——电机的实际转矩w——列车的轴重于——电机的估计负载转矩重力加速度——估计的切向力J——车轮的转动惯量R厂一齿轮装置传动比co——车轮的角速度切向力系数是一个滑动速度VS的函数，如图5下一车轮扭矩所示。最大切向力是由最大切向力系数lxmax决定r～车轮半径的。最大切向力系数I~max叫做粘着系数。当电动vs——滑移速度火车驱动轮的扭矩下超过最大切向力时，电动火车有vd——车轮速度(vd=r~tod)滑移现象。因此，再粘着控制系统应形成对电机扭对电机转速公式是(5)式。L是异步电动机的负矩和粘着的控制。载转矩对应于铁

7、轨和驱动轮下之间的切向力，如式图2电动列车的总体结构一39—转向架振动中的防滑再粘着控制研究为了实现再粘着，当列车处于加速模式时，电机扭号¨：吐(14)矩的变化如图7所示。再粘着控制的计算如下所示：￡T了a1．当检测到有滑移现象时，电机扭矩减小到¨￡￡=于L(15)下L—lim，它是基于切向力估计的，并且电机扭矩在T1利用式(10)(11)，从平面系统的模型方程，获间保持为常数。得了式(13)(14)和(15)。从(12)(15)，利用Goli