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一种制动控制方法、双机重联机车制动系统及制动方法技术方案

技术编号:17415540 阅读:42 留言:0更新日期:2018-03-07 10:47
本发明专利技术公开了一种制动控制方法、双机重联机车制动系统及制动方法,其中,制动控制方法包括:步骤1:获取机车的车速参数,步骤2:利用步骤1的车速参数计算出滑模面的输入量e,步骤3:根据步骤2的输入量e,结合系统滑模控制原理和机车动力学原理计算出滑模控制的等效控制量Ueq,将步骤2的输入量e,结合系统滑模面的切换函数以及模糊控制器得到模糊控制量UF,根据步骤3的等效控制量Ueq和步骤4的模糊控制量UF计算出制动力矩Tb,通过制动力矩Tb实现制动控制。本发明专利技术采用上述方法将滑模控制和模糊控制相结合,克服系统模型不精确和扰动的影响同时消除抖动和逼近不确定系统,使得机车的滑移率保持在最佳滑移率附件,提高制动效果。

A brake control method, brake system and braking method for double reconnection locomotive

【技术实现步骤摘要】
一种制动控制方法、双机重联机车制动系统及制动方法
本专利技术涉及铁路交通
,尤其涉及一种制动控制方法、双机重联机车制动系统及制动方法。
技术介绍
随着我国电气化铁路的发展,铁路技术装备的不断更新,铁路信号智能化程度越来越高,铁路运输过程中对机车实际运行条件要求更高,制动机等关键部件的性能稳定性直接影响着列车运行技术的发展和人身货物安全。根据机车实际情况下控制系统的控制输出有延时,系统状态的测量有误差,控制输出有机械限制。由于不连续的开关特性所导致的系统的“抖动”,导致现有的机车制动机在制动时,制动效果不佳。
技术实现思路
针对现有的机车制动过程中,由于系统的抖动问题而导致机车制动效果不佳的问题,本专利技术提供一种制动控制方法、双机重联机车制动系统及制动方法,结合滑膜控制和模糊控制,提高制动控制过程的制动效果,消除系统“抖动”。第一方面,本专利技术提供一种制动控制方法,包括:步骤1:获取机车的车速参数;其中,当检测到机车制动系统不稳定时,采集机车车轮速度的变化曲线并计算出车速参数,所述车速参数包括车身的参考车速车身与车轮的实际相对速度σ、最佳滑移率λd;步骤2:利用步骤1的所述车速参本文档来自技高网...
一种制动控制方法、双机重联机车制动系统及制动方法

【技术保护点】
一种机车制动控制方法,其特征在于,包括:步骤1:获取机车的车速参数;其中,当检测到机车制动系统不稳定时,采集机车车轮速度的变化曲线并计算出车速参数,所述车速参数包括车身的参考车速

【技术特征摘要】
1.一种机车制动控制方法,其特征在于,包括:步骤1:获取机车的车速参数;其中,当检测到机车制动系统不稳定时,采集机车车轮速度的变化曲线并计算出车速参数,所述车速参数包括车身的参考车速车身与车轮的实际相对速度σ、最佳滑移率λd;步骤2:利用步骤1的所述车速参数计算出滑模面的输入量e;首先,根据车身的参考车速以及最佳滑移率λd计算出车身与车轮的参考相对速度σd;然后,计算车身与车轮的参考相对速度σd与车身与车轮的实际相对速度σ的差得到车身与车轮的相对速度的偏差值;所述车身与车轮的相对速度的偏差值为滑模面的输入量e;步骤3:根据步骤2的输入量e,结合系统滑模控制原理和机车动力学原理计算出滑模控制的等效控制量Ueq;步骤4:将步骤2的输入量e,结合系统滑模面的切换函数以及模糊控制器得到模糊控制量UF;首先,将步骤2的输入量e作为代入滑模面的切换函数后得到切换函数值s以及切换函数值的微分然后,将切换函数值s以及切换函数值的微分作为输入值输入模糊控制器得到模糊控制量UF;步骤5:根据步骤3的等效控制量Ueq和步骤4的模糊控制量UF计算出制动力矩Tb,通过所述制动力矩Tb实现制动控制。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:构建步骤5中的模糊控制器的过程如下:步骤21:选择模糊控制器的结构,并设定模糊集;将系统滑模面的切换函数离散化后,选择以切换函数值s的离散值s(k)以及切换函数值的微分的离散值ds(k)作为模糊控制器的输入,输出量UF(k),构建二输入与一输出的模糊控制器结构;设定模糊集为:PB=正大,PM=正中,PS=正小,ZE=零,NS=负小,NM=负中,NB=负大;步骤22:依据步骤21设定的模糊集设定切换函数值s的离散值s(k)、切换函数值的微分的离散值ds(k)以及输出量UF(k)的语言值和论域;步骤23:根据机车制动控制系统的物理特性获取模糊控制策略;所述模糊控制策略为:当s(k)>0、ds(k)>0时,UF(k)为个正大的控制量;当s(k)>0、ds(k)=0时,UF(k)为个正小的控制量;当s(k)>0、ds(k)<0时,UF(k)为个正小的控制量或者零控制量;当s(k)=0、ds(k)>0时,UF(k)为个正小的控制量;当s(k)=0、ds(k)=0时,UF(k)为个零控制量;当s(k)=0、ds(k)<0时,UF(k)为个负小的控制量;当s(k)<0、ds(k)>0时,UF(k)为个负小的控制量或零控制量;当s(k)<0、ds(k)=0时,UF(k)为个负小的控制量;步骤24:根据步骤23所述模糊控制策略,结合控制量模糊论域,得到步骤21所确定的结构的模糊控制器的模糊控制规则表。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述切换函数值s的离散值s(k)、切换函数值的微分的离散值ds(k)以及输出量UF(k)的语言值和论域设定如下所示:s(k)={NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB};ds(k)={NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB};UF(k)={NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB};s(k)={-3,-2,-1,0,+1,+2,+3};ds(k)={-3,-2,-1,0,+1,+2,+3};UF(k)={-3,-2,-1,0,+1,+2,+3};其中,s(k)表示k时刻的切换函数值,ds(k)表示k时刻的切换函数值的微分,UF(k)表示k时刻的输出量的离散值。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述滑模面的切换函数的设定如下:其中,ρ是一个正定的参数,t表示时间。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述滑模控制的等效控制量Ueq的计算公式如下:结合系统滑模控制原理和机车动力学原理得到等效控制量Ueq的计算公式如下所示:式中,J为单个车轮惯量,r为机车车轮半径,为车身与车轮的参考相对速度的加速度,M机车车身总质量,∑Fa为整车粘着力,Ta为整车粘着力矩,ρ是一个正定的参数;其中,将车身与车轮的参考相对速度的加速度的值取为车身与车轮的参考相对速度的加速度的估计值计算方式如下:式中,为机车车身加速度的估计值,是机车车身的参考车速通过一阶滤波器后得出的,q、τ为所述一阶滤波器的参数;其中,将整车粘着力∑Fa的值取为整车粘着力的估计值计算方式如下:

【专利技术属性】
技术研发人员:张晓勇熊宇峰黄志武蒋富李烁高凯杨迎泽彭军刘伟荣于文涛
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:湖南,43

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