一种用于多机重联牵引列车的平稳性控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于多机重联牵引列车的平稳性控制方法，该方法包括如下步骤：以采样时间间隔实时获取机车的实际速度值，确定当前主控机车手柄挡位下的设定速度值以及准恒速控制牵引力与速度调节曲线；基于当前机车的实际速度值在曲线所处的速度范围，分别根据机车在不同路况下加减速等时交替运行、加速或减速运行、牵引力恒定运行以及超速运行的平稳性控制策略，计算新的机车设定牵引力；利用新的机车设定牵引力，调节机车的所述实际速度值，使得机车实际速度值接近设定速度值，从而控制机车平稳行驶。本发明专利技术解决了准恒速控制机车重联编组在牵引罐车编组、罐货混编编组存在的纵向振动问题，确保列车编组运行的平稳性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于多机重联牵引列车的平稳性控制方法
本专利技术涉及铁路罐车的多机重联领域，具体地说，是涉及一种多机重联牵引液固耦合负载的平稳性控制方法。
技术介绍
铁路罐车作为铁路车辆中的重要组成部分，它担负着运输液体、气体和粉状货物的重要任务，在国内外广泛应用。铁路罐车编组在运行中，尤其是在长大坡道、起伏坡道等复杂线路的情况下，不可避免会出现轻微或激烈的晃动，而罐车的不稳定会使罐体与罐内的液体产生强烈地耦合作用，将会对牵引机车产生前后涌动作用，特别是准恒速控制机车，为保持机车准恒速运行，需要不断调节机车牵引力，机车的牵引力加载和减载将与多质点罐车编组的涌动力形成共振，放大列车编组的纵向振动，严重影响行车的行使平稳性、安全性。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于多机重联牵引列车的平稳性控制方法，所述多机重联牵引列车具备主控机车和若干从控机车，该方法包括如下步骤：以采样时间间隔实时获取机车的实际速度值，确定当前主控机车手柄挡位下的设定速度值，以及基于所述设定速度值和与所述设定速度值匹配的准恒速区间参数构建对应的准恒速控制牵引力与速度调节曲线；基于当前机车的所述实际速度值在所述曲线所处的速度范围，分别根据机车在不同路况下加减速等时交替运行、加速或减速运行、牵引力恒定运行以及超速运行的平稳性控制策略，计算新的机车设定牵引力；利用新的所述机车设定牵引力，调节机车的所述实际速度值，使得所述实际速度值接近所述设定速度值，从而控制机车平稳行驶。优选地，进一步，根据主控机车手柄挡位下的所述设定速度值、所述实际速度值与所述设定速度值之差、以及电机牵引速度，计算所述机车设定牵引力。优选地，在机车加减速等时交替运行时，进行如下平稳性控制：基于实时获取加减速等时交替运行时的所述机车设定牵引力，确定当前运行状态下的牵引力时刻曲线，获取每个加速或减速区间的牵引力加减载斜率，其中，所述牵引力加减载斜率为单位时间内所述机车设定牵引力的变化率；获取所述牵引力时刻曲线拐点处的所述机车设定牵引力，计算出每个加速区间或减速区间的所述机车设定牵引力的波峰波谷差值；基于所述牵引力时刻曲线，减小所述牵引力加减载斜率，进一步调整所述波峰波谷差值，减缓所述机车设定牵引力的波动。优选地，利用如下表达式计算调整后的所述波峰波谷差值：FD＝λ×TD其中，TD表示所述机车设定牵引力的最大值与最小值之间的时间差，λ表示所述牵引力加减载斜率，FD表示调整后的所述波峰波谷差值。优选地，在机车加速或减速运行时，进行如下平稳性控制：增大所述准恒速控制牵引力与速度调节曲线中的所述准恒速区间参数，减小所述机车设定牵引力。优选地，在机车牵引力恒定运行时，进行如下平稳性控制：获取机车上一时刻的所述实际速度值，以及当前时刻的所述实际速度值，得到机车当前时刻的实际速度变化率；若当前时刻的所述实际速度变化率大于预设的准恒速区间速度变化率阈值时，利用预设的速度阶梯参数，调整机车下一时刻的所述实际速度值，降低所述实际速度变化频率，减缓所述机车设定牵引力的变化频率。优选地，利用如下表达式计算机车下一时刻的所述实际速度值：其中，Vt1表示机车当前时刻的所述实际速度值，Vt2表示机车下一时刻的所述实际速度值，θ表示所述速度阶梯参数。优选地，当机车所述实际速度值大于所述设定速度值时，机车处于所述超速运行状态，若计算后的所述机车设定牵引力小于预设的超速牵引力阈值时，所述机车设定牵引力更新为所述超速牵引力阈值。优选地，所述从控机车从所述主控机车中获取所述机车设定牵引力，调整所述从控机车的所述实际速度值。与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：本专利技术解决了准恒速控制机车重联编组在牵引罐车编组、罐货混编编组存在的纵向振动问题，确保列车编组运行的平稳性、安全性。本专利技术的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本申请实施例的多机重联牵引列车平稳性控制方法步骤图。图2为本申请实施例的多机重联牵引列车平稳性控制方法的简单理想力影响模型示意图。图3为本申请实施例的多机重联牵引列车平稳性控制方法的准恒速控制牵引力与速度调节曲线图。图4为本申请实施例的多机重联牵引列车平稳性控制方法的牵引力波动优化(加减速等时交替运行)示意图。图5为本申请实施例的多机重联牵引列车平稳性控制方法的牵引力波动优化(牵引力恒定运行)示意图。图6为本申请实施例的多机重联牵引列车平稳性控制方法的牵引力波动优化(加速或减速运行)示意图。图7为本申请实施例的多机重联牵引列车平稳性控制方法的牵引力波动优化(超速运行)示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。为了解决上述问题，本专利技术实施例利用针对主控机车手柄挡位下的准恒速控制牵引力与速度调节曲线，构建了针对上述曲线的多种运行状态下的应对策略，解决了多机重联车辆的纵向振动问题，确保列车编组运行的平稳性和安全性。通常，多机重联的准恒速控制机车具备主控机车、若干从控机车以及若干货运机车，在针对整车机车控制中，主控机车在设定完参数后，发送至从控机车控制系统中。在本申请中，从控机车的机车设定牵引力从主控机车控制系统中获得，从而实时调整相应从控机车的实际速度值；货运机车负载液体物质，罐体与负载物构成了液固耦合负载系统。图1为本申请实施例的多机重联牵引列车平稳性控制方法步骤图。如图1所述，该方法包括如下步骤，下面针对该方法进行详细说明。在预处理步骤S110中，先对多机重联机车在复杂路况行驶过程中影响牵引力的因素进行分析，基于分析结果，将机车的平稳性控制进行分类，并构建针对不同运行过程的应对策略，进而对机车平稳性控制进行数据预处理，进一步，机车通过传感器设备以采样时间间隔实时获取机车的实际速度值，确定当前主控机车手柄挡位下的设定速度值，以及基于设定速度值和与设定速度值匹配的准恒速区间参数构建对应的准恒速控制牵引力与速度调节曲线。具体地，首先，对影响多机重联机车牵引力的因素进行分析，通常，将上述影响因素分为三类。下面针对这三类影响因素进行一一说明。其一，液固耦合负载与运行路况因素。图2为本申请实施例的多机重联牵引列车平稳性控制方法的简单理想力影响模型示意图。如图2所述，准恒速控制机车多机重联牵引油罐列车编组等液固耦合负载，分别运行在起伏坡道、长大上坡道转平缓坡道、以及平缓坡道转长大上坡道时，易发生纵向振动。这是由于油罐车等液固耦合负载一般装载汽油、柴油等液体(充液比一般为60％-80％)，整列油罐列车组成了一个复杂的多质点耦合液固系统，在上述路况运行时，随着列车编本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于多机重联牵引列车的平稳性控制方法，所述多机重联牵引列车具备主控机车和若干从控机车，其特征在于，该方法包括如下步骤：以采样时间间隔实时获取机车的实际速度值，确定当前主控机车手柄挡位下的设定速度值，以及基于所述设定速度值和与所述设定速度值匹配的准恒速区间参数构建对应的准恒速控制牵引力与速度调节曲线；基于当前机车的所述实际速度值在所述曲线所处的速度范围，分别根据机车在不同路况下加减速等时交替运行、加速或减速运行、牵引力恒定运行以及超速运行的平稳性控制策略，计算新的机车设定牵引力；利用新的所述机车设定牵引力，调节机车的所述实际速度值，使得所述实际速度值接近所述设定速度值，从而控制机车平稳行驶。

【技术特征摘要】
1.一种用于多机重联牵引列车的平稳性控制方法，所述多机重联牵引列车具备主控机车和若干从控机车，其特征在于，该方法包括如下步骤：以采样时间间隔实时获取机车的实际速度值，确定当前主控机车手柄挡位下的设定速度值，以及基于所述设定速度值和与所述设定速度值匹配的准恒速区间参数构建对应的准恒速控制牵引力与速度调节曲线；基于当前机车的所述实际速度值在所述曲线所处的速度范围，分别根据机车在不同路况下加减速等时交替运行、加速或减速运行、牵引力恒定运行以及超速运行的平稳性控制策略，计算新的机车设定牵引力；利用新的所述机车设定牵引力，调节机车的所述实际速度值，使得所述实际速度值接近所述设定速度值，从而控制机车平稳行驶。2.根据权利要求1所述的平稳性控制方法，其特征在于，进一步，根据主控机车手柄挡位下的所述设定速度值、所述实际速度值与所述设定速度值之差、以及电机牵引速度，计算所述机车设定牵引力。3.根据权利要求1或2所述的平稳性控制方法，其特征在于，在机车加减速等时交替运行时，进行如下平稳性控制：基于实时获取加减速等时交替运行时的所述机车设定牵引力，确定当前运行状态下的牵引力时刻曲线，获取每个加速或减速区间的牵引力加减载斜率，其中，所述牵引力加减载斜率为单位时间内所述机车设定牵引力的变化率；获取所述牵引力时刻曲线拐点处的所述机车设定牵引力，计算出每个加速区间或减速区间的所述机车设定牵引力的波峰波谷差值；基于所述牵引力时刻曲线，减小所述牵引力加减载斜率，进一步调整所述波峰波谷差值，减缓所述机车设定牵引力的波动。4.根据权利要求3所述的平稳性控制方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄利辉，江帆，王佳，黄赫，袁璐，江伟波，郭亮，刘烨轩，欧阳辉云，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43