轨道车辆自适应坡度制动控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种轨道车辆自适应坡度控制方法及系统，所述方法包括：根据车辆当前的行驶状况估计出下一时刻的坡道信息；根据估计出的坡道信息计算目标制动力；将所述目标制动力作为控制反馈量，控制制动缸压力。本发明专利技术提供的轨道车辆自适应坡度控制方法能够根据线路坡度情况实时调整车辆制动力，从而提高车辆在实际制动过程中对于坡道条件不确定参数的适应性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及车辆控制
，具体涉及一种轨道车辆自适应坡度控制方法及系统。
技术介绍
车辆在制动过程中，通常会受到线路坡度条件的不确定参数的干扰，传统的控制方法很难降低其影响。例如，常规的制动控制方法通常以平直线路下理想的制动力为控制反馈量，但是这样往往得不到理想的制动效果。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种轨道车辆自适应坡度控制方法及系统，本专利技术提供的轨道车辆自适应坡度控制方法能够根据线路坡度情况实时调整车辆制动力，从而提高车辆在实际制动过程中对于坡道条件不确定参数的适应性。为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种轨道车辆自适应坡度控制方法，包括：根据车辆当前的行驶状况估计出下一时刻的坡道信息；根据估计出的坡道信息计算目标制动力；将所述目标制动力作为控制反馈量，控制制动缸压力。优选地，所述根据车辆当前的行驶状况估计出下一时刻的坡道信息，包括：S1.建立车辆数学模型：My+Mgb0+Mg sinθ+Fbrake＝0将从车辆数学模型中提取出的影响车辆制动的坡道相关参数集合定义为参数a＝gb0+gsinθ；S2.简化上述车辆数学模型，得到： y + a = - F b r a k e M ]]>其中，y：车辆速度；M：车辆质量；g：重力加速度；b0：车辆基本运行阻力；sinθ：坡道坡度；Fbrake：总制动力；S3.利用一阶滤波器对简化后的车辆数学模型进行滤波处理，再利用卷积定理求解出滤波输出，得到车辆的线性化参数模型，然后进行坡度参数的在线估计，利用自适应控制理论中的在线参数估计，对参数a进行梯度参数估计，得到与坡度相关的车辆运行状态微分方程组；利用数值方法对微分方程组求解，得到下一时刻的参数a，也即估计出下一时刻的坡道信息。优选地，所述根据估计出的坡道信息计算目标制动力，包括：将得到的下一时刻的参数a代入下述简化后的车辆数学模型中，得到下一时刻的目标制动力： y + a = - F b r a k e M . ]]>第二方面，本专利技术还提供了一种轨道车辆自适应坡度控制系统，包括：估计单元，用于根据车辆当前的行驶状况估计出下一时刻的坡道信息；计算单元，用于根据估计出的坡道信息计算目标制动力；控制单元，用于将所述目标制动力作为控制反馈量，控制制动缸压力。优选地，所述估计单元，具体用于：建立车辆数学模型：My+Mgb0+Mg sinθ+Fbrake＝0将从车辆数学模型中提取出的影响车辆制动的坡道相关参数集合定义为参数a＝gb0+gsinθ；简化上述车辆数学模型，得到： y + a = - F b r a k e M ]]>其中，y：车辆速度；M：车辆质量；g：重力加速度；b0：车辆基本运行阻力；sinθ：坡道坡度；Fbrake：总制动力；利用一阶滤波器对简化后的车辆数学模型进行滤波处理，再利用卷积定理求解出滤波输出，得到车辆的线性化参数模型，然后进行坡度参数的在线估计，利用自适应控制理论中的在线参数估计，对参数a进行梯度参数估计，得到与坡度相关的车辆运行状态微分方程组；利用数值方法对微分方程组求解，得到下一时刻的参数a，也即估计出下一时刻的坡道信息。优选地，所述计算单元具体用于：将得到的下一时刻的参数a代入下述简化后的车辆数学模型中，得到下一时刻的目标制动力： y + a = - F b r a k e M . ]]>由上述技术方案可知，本专利技术提供的轨道车辆自适应坡度控制方法及系统，首先根据车辆当前的行驶状况估计出下一时刻的坡道信息，然后根据估计出的坡道信息计算目标制动力，最后将所述目标制动力作为控制反馈量，控制制动缸压力。可见，本专利技术提供的轨道车辆自适应坡度控制方法能够根据线路坡度情况实时调整车辆制动力，从而提高了车辆在实际制动过程中对于坡道条件不确定参数的适应性。相对于现有技术中以平直线路下理想的制动力作为控制反馈量的控制方法，本专利技术所述的控制方法具有较高的制动精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的轨道车辆自适应坡度控制方法的流程图；图2是本专利技术实施例一提供的轨道车辆自适应坡度控制方法的原理图；图3是本专利技术实施例一提供的轨道车辆自适应坡度控制方法的模型流程图；图4是本专利技术实施例二提供的轨道车辆自适应坡度控制系统的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。车辆在制动过程中，通常会受到线路坡度条件的不确定参数的干扰，传统的控制方法很难降低其影响。而本专利技术与常规的制动控制装置的最大区别在于控制反馈量的不同，常规的制动控制方法以平直线路下理想的制动力为控制反馈量；而本专利技术中的制动控制方法通过对线路坡度的在线自适应估计，即根据行驶车辆的相关信息，采用梯度参数估计的方法估计出下一时刻的坡道信息，进而计算出实际的制动力作为控制反馈量，控制制动缸压力，以提高车辆制动的精确度。图1示出了本专利技术实施例一提供的轨道车辆自适应坡度控制方法的流程图，参见图1，本专利技术实施例一提供的轨道车辆自适应坡度控制方法，包括如下步骤：步骤101：根据车辆当前的行驶状况估计出下一时刻的坡道信息。在本步骤中，根据车辆当前的行驶状况估计出下一时刻的坡道信息，包括：S1.建立车辆数学模型：My+Mgb0+Mg sinθ+Fbrake＝0将从车辆数学模型中提取出的影响车辆制动的坡道相关参数集合定义为参数a＝gb0+gsinθ；简化上述车辆数学模型，得到： y + a = - F b 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道车辆自适应坡度控制方法，其特征在于，包括：根据车辆当前的行驶状况估计出下一时刻的坡道信息；根据估计出的坡道信息计算目标制动力；将所述目标制动力作为控制反馈量，控制制动缸压力。

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆自适应坡度控制方法，其特征在于，包括：根据车辆当前的行驶状况估计出下一时刻的坡道信息；根据估计出的坡道信息计算目标制动力；将所述目标制动力作为控制反馈量，控制制动缸压力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据车辆当前的行驶状况估计出下一时刻的坡道信息，包括：S1.建立车辆数学模型：My+Mgb0+Mgsinθ+Fbrake＝0将从车辆数学模型中提取出的影响车辆制动的坡道相关参数集合定义为参数a＝gb0+gsinθ；S2.简化上述车辆数学模型，得到： y + a = - F b r a k e M ]]>其中，y：车辆速度；M：车辆质量；g：重力加速度；b0：车辆基本运行阻力；sinθ：坡道坡度；Fbrake：总制动力；S3.利用一阶滤波器对简化后的车辆数学模型进行滤波处理，再利用卷积定理求解出滤波输出，得到车辆的线性化参数模型，然后进行坡度参数的在线估计，利用自适应控制理论中的在线参数估计，对参数a进行梯度参数估计，得到与坡度相关的车辆运行状态微分方程组；利用数值方法对微分方程组求解，得到下一时刻的参数a，也即估计出下一时刻的坡道信息。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据估计出的坡道信息计算目标制动力，包括：将得到的下一时刻的参数a代入下述简化后的车辆数学模型中，得到下一时刻的目标制动力： y + a = - F b r a k e M ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓东，王寿峰，崔红光，王相波，张红萍，荆学娜，蒋欣，刘玉文，丁叁叁，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37