基于改进扰动观测器的电力机车粘着控制

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1、第30卷第10期计算机仿真2013年10月文章编号：1006—9348(2013)10—0208—05基于改进扰动观测器的电力机车粘着控制黄景春，任强，王嵩，樊小利(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：关于电力机车牵引力提高优化问题，在传统的扰动观测器控制中，机车的牵引力调整值固定问题以及粘着系数小范围波动时引起的误操作问题都会导致机车牵引力损失，为优化机车粘着利用及提高机车有效牵引力，提出了一种利用改进扰动观测器的粘着控制方法，通过观测器得到的粘着系数估计值及微分值优化牵引力的调整函数，通过建立的机车

2、多轴模型验证方法有效性。仿真结果表明，改进的扰动观测器法可以有效遏制空转，实现了机车的有效粘着控制，提高机车牵引力提供了依据。关键词：粘着控制；扰动观测器控制；电力机车；仿真中图分类号：TP391文献标识码：BAdhesionControlofElectricM0torCoachBasedonImprovedDisturbanceObserverHUANGJing—chun，RENQiang，WANGSong，FANXiao—li(SchoolofElectricalEngineering，SouthwestJiaoto

3、ngUniversity，ChengduSichuan610031，China)ABSTRACT：Int11etraditionaladhesioncontrolmethod，theadjustmentvalueoflocomotivetractionisafixedvalue；thesmallrangevariationofadhesioncoefficientcanresultinwrongoperation．Thesedrawbackscauselocomotivetractionloss．Tooptimizeth

4、eadhesionutilizzationandtheeffectivetractionoflocomotive，anadhesioncontrolmeth-odbasedontheimproveddisturbanceobserverWaSproposed．Themethodoptimizesthetractionadjustmentfunctionbyadhesioncoefficientanditsdifferentialvalue．whichisestimatedthroughthedisturbaneeobse

5、rver．Amuhi—axissimulationmodelofelectricmotorcoachWaSestablishedtoverifytheeffectivenessofthemethod．Thesimulationshowsthattheslipofaxiscanbeeffectivelycontrolledwiththemethod．Moreover，themethodcaneffectivelyopti·mizeadhesioncontrolandimprovetheusingoflocomotivetr

6、action．1【]时wORDS：Adhesioncontrol；Disturbanceobserver；Electriclocomotive；Simulation1引言随着我国现代电力机车的发展，对机车牵引力的有效利用也提出了更高的要求，这需要优化利用轮轨间的粘着力，可以提高铁路运输效率，保证运输安全。目前电力机车采用的粘着控制方法有多种，如组合校正法⋯、加速度微分法‘2’3’“、智能控制法‘5’6’73以及扰动观测器法‘8只10]。组合校正法是根据蠕滑速度和加速度进行粘着控制，这种算法具有简单可靠、反应速度快的优点，

7、在国内外机车的粘着控制系统中得到广泛应用，但对边界条件要求严格，需要提前设定蠕滑速度和加速度的阀值，一旦所选的参考值与实际最优蠕滑速度相差太远时，粘着利用较低。加速度微分收稿日期：2012—12—17修回日期：2013一Ol一27．．．——208．--——法根据轮对加速度进行粘着控制，这种算法具有较强的适应路况变化能力，电机力矩变化平稳，但这种方法容易受噪声干扰的影响。智能控制法包括模糊控制法和神经网络控制法，这种算法不需要建立准确的数学模型，但是需要大量的实际运营数据来建立数据库，在实际运营中较难实现，且成本较高。传统

8、的扰动观测器法是根据车轮转矩L．和轮对速度03进行粘着控制，这是一种较好的算法，当粘着系数变化剧烈的时候，具有优良的稳定性和鲁棒性。但这种算法的牵引力调整值固定，且易发生误操作。针对这些问题，提出了一种基于改进扰动观测器的粘着控制方法，将牵引力调整函数输出幅值变为变量，在粘着控制参数中加入粘着系数，当在不同工况下，机