The invention provides an optimal adhesion braking control method and system for high-speed train, realizes real-time creep rate estimation and unknown compensation, and ensures the effective exertion of braking force. The invention can estimate and track the optimal creep rate of different rail surfaces under complex and changeable rail surface environment, and can effectively exert the braking power of high-speed trains, thereby further improving the stability of the braking system.
【技术实现步骤摘要】
一种高速列车最优粘着制动控制方法及系统
本专利技术涉及机车制动控制
，更具体地，涉及一种高速列车最优粘着制动控制方法及系统。
技术介绍
高速列车已成为我国铁路未来发展的方向和目标。随着列车的不断提速，铁路运输的安全性能指标也日益提高。安全性是衡量运输质量最重要的标准，因此制动系统必须具有很高的可靠性。列车在实施制动时，制动力的发挥主要依赖于轮对和钢轨之间在接触过程中形成的粘着力。由于受轮轨间粘着系数的限制，所施加的制动力不能过大。如果超过了轮轨间的粘着限制，车轮与钢轨面之间就会发生滑行，导致轮轨剧烈摩擦，造成轮对踏面非正常磨耗，严重影响列车运行安全。实验也表明，粘着力的大小和轮轨间的蠕滑状态有着密不可分的联系。然而轮轨间的粘着呈高强度的非线性，难以精确获取。以上问题的存在严重影响了列车制动力的有效发挥。目前的粘着制动控制方法的研究主要集中在两个方面：最佳蠕滑率或蠕滑速度的获取和控制器的设计。控制方法多以蠕滑率或蠕滑速度为控制目标，以期使列车运行在最佳粘着点附近，实现最优的粘着制动控制。然而在列车运行过程中，不同轨面的蠕滑率是时变未知的，难以精确获取。因此如何...
【技术保护点】
1.一种高速列车最优粘着制动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：建立高速列车制动过程中动力学模型：
【技术特征摘要】
1.一种高速列车最优粘着制动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：建立高速列车制动过程中动力学模型：其中ω为轮对角速度、v为列车速度、λ为蠕滑率、M为轴重、J为转动惯量、Bt为不确定的粘滞摩擦系数、F为粘着力、r为轮对半径、FK为轮对所有闸片提供的总制动力、rz为制动盘的平均摩擦半径、TD为不确定扰动；根据动力学模型获取高速列车制动过程中状态方程：其中制动力矩U＝FKrz、总未知量fD＝(TD-Btω)、状态变量x1＝v、x2＝ωr；步骤S2：建立轮轨间粘着特性离散化方程Y(k)＝UT(k)θ(k)，其中Y(k)＝μ0λ(k)-μ(k)，UT(k)＝[μ(k)λ(k),μ(k)λ2(k)]，θT(k)＝[P1(k),P2(k)]，μ0为粘着特性曲线初始斜率，参数矩阵θ(k)中P1、P2为轨面参数；求解上述方程中参数矩阵θ(k)获取最优蠕滑率作为参考蠕滑率λp；步骤S3：根据步骤S1所述的状态方程设计滑模观测器用于估计fD和F；步骤S4：设计蠕滑率跟踪器用于跟踪参考蠕滑率，所述蠕滑率跟踪器接收步骤S2得到的参考蠕滑率λp、步骤S3中的fD和F，以实现控制目标，使得高速列车最佳制动性能。2.根据权利要求1所述的一种高速列车最优粘着制动控制方法，其特征在于，步骤S2中求解参数矩阵θ(k)采用带有时变遗忘因子的递归最小二乘法，递归方程为：所述递归方程中K(k+1)，P(k+1)为中间变量矩阵，ρ为遗忘因子其中α＞0，0＜ρ＜1；由所述带有时变遗忘因子的递归最小二乘法得到参考蠕滑率3.根据权利要求1所述的一种高速列车最优粘着制动控制方法，其特征在于，步骤S3中的滑模观测器，具体表达为：与其中分别为x1,x2的观测值，k1,k2,L1,L2均为大于零的待设计常数；通过滑模观测器观测得到：4.根据权利要求1所述的一种高速列车最优粘着制动控制方法，其特征在于，步骤S4中的蠕滑率跟踪器，具体表达为：其中e为实际蠕滑率λ与参考蠕滑率λp的误差e＝λ-λp，s为非奇异终端滑模面β为正常数，p...
【专利技术属性】
技术研发人员：何静，史来诚，张昌凡，刘建华，杨步充，李涛，周哲，左新甜，李强，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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