高速列车电空联合制动控制研究.pdf

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1、ELECTRICDRIVE2010Vo1．40No．5电气传动2010年第4O卷第5期高速列车电空联合制动控制研究陈哲明，曾京，罗仁，关庆华(西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都610031)摘要：由于轮轨黏着状态受车轮和轨道的表面状况、外部环境以及车辆速度等因素变化的影响，为了保证车辆在高速阶段制动的有效性和安全性，并获得最大的黏着利用，防止车轮因打滑而损伤轮轨，控制系统必须提供稳定有效的制动力。为此建立了新的制动气缸压力模型、鼠笼型异步电机模型和9O个自由度的动车多刚体模型，采用OldrichPolach的黏着力计算模型，并加入轨道

2、激扰。开关信号控制气缸的冲排气，直接转矩策略控制电机，改进的递归最小二乘法判别车轮粘滑状态，滑模控制算法计算最佳制动力。当电机输出的制动力不足时，空气制动加以补充。仿真结果表明，基于上述方法的防滑控制系统具有良好的性能，达到了期望的控制效果。关键词：高速列车；制动；气缸；异步电机；直接转矩控制；递归最小二乘法中图分类号：U260．13文献标识码：AWheel—slipPreventionControlofHighSpeedTrainunderElectric—pneumaticBrakeCHENZhe—ruing，ZENGJing，LUORen

3、，GUANQing—hua(TractionPowerStateKeyLaboratory，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，Sichuan，China)Abstract：Astheresultofwheel—railsurfaceconditions，externalenvironmentandvehiclespeedchange，thestateofadhesionischanging．InordertOensurethevalidityandsecurityofhighspeedtrain

4、inbraking，andobtainthemaximumutilizationofadhesion，thecontrolsystemmustprovideastableandeffectivebrakingforce．Anewpressuremodelofbrakecylinder，cage—typeinductionmotorsimulationmodelandvehiclemodelwerepresented，usedOldrichPolachSadhesionforcecalculationmodel，andaddedatrackirr

5、egularityonve—hiclemode1．Switchingsignalcontrolsthebrakecylinder．Directtorquestrategycontrolsthemotor，Reeursiveleastsquaresdeterminestheadhesion—slipstateofthewheel，slidingmodecontrolstrategycalculatesthebestbrakingforce．Thesimulationresultsshowthehighbrakeperformanceofthisw

6、heel—slippreventionsystem，andthedesiredobjectiveofcontro1．Keywords：highspeedtrain；brake；cylinder；inductionmotor；directtorquecontrol；recursiveleastsquares仍然是采用逻辑门限值控制，但这种方法只能对1引言滑动进行控制，不能获得最佳的黏着利用，且受线在高速列车的制动过程中，轮轨之间的相对路条件的影响；日本三菱公司Shiomi等人曾提出滑动对制动的效果会产生很大的影响。相对滑动了基于模糊控制原理的铁道

7、车辆防滑控制器[1]，又取决于轮轨间的黏着状态，由于轮轨表面状况、虽然有效性得到了保证，但稳定性没有得到解决；外部环境以及车辆速度等因素的影响，切线力系2004年日本Yamazaki等人提出了基于非线性鲁数与相对滑动速度呈非线性的变化关系，最佳相棒控制原理的铁道车辆防滑控制[2]，虽然控制效对滑动速度对应着最大切线力系数。如果在制动果得到了极大的改善，但仍然没有达到最佳黏着过程中能够使轮轨间的黏着状态始终处于最大切利用。并且在这些研究中，主要针对的还是单独线力系数附近，则不但能够获得最佳的制动效果，的空气制动，在建立车辆模型时也主要是1／4或并

8、且能够防止车轮滑动造成的轮轨损伤，这就要1／8车辆模型，模型相对理想化。求制动控制系统能够提供稳定有效的制动力。在本文提出了一个新的制动气缸非线性模型