制动缸压力控制方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种制动缸压力控制方法及设备，该方法包括：采集制动缸当前的实际压力误差以及实际压力变化率；根据实际压力误差及实际压力变化率确定目标控制阶段，其中，目标控制阶段为制动缸当前所处的控制阶段，每个控制阶段对应于至少一个预设控制曲线；根据目标控制阶段对应的至少一个预设控制曲线，向制动缸输出控制指令，以控制制动缸的压力误差变化趋势与目标控制阶段对应的至少一个预设控制曲线的趋势一致；通过将制动缸压力的变化趋势划分为多个阶段，每个阶段结合相应的预设控制曲线对当前制动缸压力的变化趋势进行控制，能够使制动缸压力的波动范围快速稳定到允许的误差范围。误差范围。误差范围。

【技术实现步骤摘要】
制动缸压力控制方法及设备


[0001]本申请属于轨道车辆
，尤其涉及一种制动缸压力控制方法及设备。

技术介绍

[0002]地铁车辆制动系统具有常用制动、紧急制动、快速制动、保持制动等功能。其中，常用 制动采用电空混合制动方式。进行制动时，优先使用电制动，电制动不足时，补充空气制动。 在低速、紧急、电制动故障等情况下，需要完全施加空气制动，所以空气制动的性能对整车 的性能有重要的影响。制动缸压力控制方法对轨道车辆的制动缸升压、空走时间、制动距离 和安全性有重要的影响。
[0003]现有技术中地铁车辆制动系统制动缸压力控制方法是根据控制指令计算出目标值，将制 动缸压力传感器的反馈值与目标值比较后进行充风、保压或者排风控制。
[0004]由于列车运行工况的多变性和系统响应的延迟作用，制动缸压力的波动范围无法快速稳 定到允许的误差范围，导致制动缸压力反应滞后、超调量过大和电磁阀频繁调节等问题，无 法保证制动系统的响应时间精度和列车运行的安全性。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种制动缸压力控制方法及设备，旨在解决制动缸压力的波动 范围无法快速稳定到允许的误差范围的问题。
[0006]本专利技术实施例的第一方面提供了一种制动缸压力控制方法，包括：
[0007]采集制动缸当前的实际压力误差以及实际压力变化率；
[0008]根据所述实际压力误差及所述实际压力变化率确定目标控制阶段，其中，所述目标控 制阶段为所述制动缸当前所处的控制阶段，每个控制阶段对应于至少一个预设控制曲线；
[0009]根据所述目标控制阶段对应的至少一个预设控制曲线，向所述制动缸输出控制指令，以 控制所述制动缸的压力误差变化趋势与所述目标控制阶段对应的至少一个预设控制曲线的 趋势一致。
[0010]本专利技术实施例的第二方面提供了一种制动缸压力控制装置，包括：
[0011]采集模块，用于采集制动缸当前的实际压力误差以及实际压力变化率；
[0012]处理模块，用于根据所述实际压力误差及所述实际压力变化率确定目标控制阶段，其 中，所述目标控制阶段为所述制动缸当前所处的控制阶段，每个控制阶段对应于至少一个预 设控制曲线；
[0013]控制模块，用于根据所述目标控制阶段对应的至少一个预设控制曲线，向所述制动缸输 出控制指令，以控制所述制动缸的压力误差变化趋势与所述目标控制阶段对应的至少一个预 设控制曲线的趋势一致。
[0014]本专利技术实施例的第三方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存 储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序
时实现如上 第一方面所述制动缸压力控制方法的步骤。
[0015]本专利技术实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存 储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面所述制动缸压力控制方 法的步骤。
[0016]本专利技术与现有技术相比存在的有益效果是：
[0017]本专利技术实施例通过采集制动缸当前的实际压力误差以及实际压力变化率；根据实际压 力误差及实际压力变化率确定目标控制阶段，其中，目标控制阶段为制动缸当前所处的控制 阶段，每个控制阶段对应于至少一个预设控制曲线；根据目标控制阶段对应的至少一个预设 控制曲线，向制动缸输出控制指令，以控制制动缸的压力误差变化趋势与目标控制阶段对应 的至少一个预设控制曲线的趋势一致；通过将制动缸压力的变化趋势划分为多个阶段，每个 阶段结合相应的预设控制曲线对当前制动缸压力的变化趋势进行控制，能够使制动缸压力的 波动范围快速稳定到允许的误差范围。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得 其他的附图。
[0019]图1是传统的制动缸压力控制方法的实现流程图；
[0020]图2是本专利技术一个实施例提供的制动缸压力控制方法的应用场景图；
[0021]图3是本专利技术一个实施例提供的制动缸压力控制方法的实现流程图；
[0022]图4是传统制动缸压力控制过程中实际压力误差随时间的变化曲线图；
[0023]图5是本专利技术一个实施例提供的第一控制阶段的压力控制方法压力控制方法的实现流程 图；
[0024]图6是第一控制阶段对应的预设控制曲线图；图6(a)是第一误差区间对应的预设控制曲 线图；图6(b)是第二误差区间对应的预设控制曲线图；图6(c)是第三误差区间对应的预设控 制曲线图；
[0025]图7是本专利技术一个实施例提供的第二控制阶段的压力控制方法的实现流程图；
[0026]图8是第二控制阶段对应的预设控制曲线图；图8(a)是第四误差区间对应的预设控制曲 线图；图8(b)是第五误差区间对应的预设控制曲线图；图8(c)是第六误差区间对应的预设控 制曲线图；
[0027]图9是本专利技术一个实施例提供的第三控制阶段的压力控制方法的实现流程图；
[0028]图10是第三控制阶段对应的预设控制曲线图；图10(a)是第七误差区间对应的预设控制 曲线图；图10(b)是第九误差区间对应的预设控制曲线图；
[0029]图11是本专利技术一个实施例提供的第四控制阶段的压力控制方法的实现流程图；
[0030]图12是第四控制阶段对应的预设控制曲线图；图12(a)是第十误差区间对应的预设控制 曲线图；图12(b)是第十一误差区间对应的预设控制曲线图；
[0031]图13是本专利技术一个实施例提供的制动缸压力控制装置的结构示意图；
[0032]图14是本专利技术一个实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
[0033]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细 节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节 的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以 及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。
[0034]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行 说明。
[0035]地铁车辆制动系统具有常用制动、紧急制动、快速制动、保持制动等功能，其中常用制 动采用电空混合制动方式，依靠电制动和空气制动共同完成，优先使用电制动，电制动不足 时，补充空气制动。在低速、紧急、电制动故障等情况下，需要完全施加空气制动，空气制 动的性能对整车的性能有重要的影响。制动缸压力控制方法对列车的制动缸升压、空走时间、 制动距离和安全性有重要的影响。
[0036]图1是传统的制动缸压力控制方法的实现流程图。如图1所示，现有地铁车辆制动系统 制动缸压力控制方法是根据控制指令计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制动缸压力控制方法，其特征在于，包括：采集制动缸当前的实际压力误差以及实际压力变化率；根据所述实际压力误差及所述实际压力变化率确定目标控制阶段，其中，所述目标控制阶段为所述制动缸当前所处的控制阶段，每个控制阶段对应于至少一个预设控制曲线；根据所述目标控制阶段对应的至少一个预设控制曲线，向所述制动缸输出控制指令，以控制所述制动缸的压力误差变化趋势与所述目标控制阶段对应的至少一个预设控制曲线的趋势一致。2.根据权利要求1所述的制动缸压力控制方法，其特征在于，每个控制阶段对应于多个误差区间，每个控制阶段的部分或全部误差区间分别对应于一个预设控制曲线；根据所述目标控制阶段对应的至少一个预设控制曲线，向所述制动缸输出控制指令，以使所述制动缸的压力误差变化趋势与所述至少一个预设控制曲线的趋势一致，包括：根据所述实际压力误差，在所述目标控制阶段对应的多个误差区间中确定目标误差区间，其中，所述目标误差区间为所述制动缸当前所处的区间；在所述目标误差区间存在对应的预设控制曲线时，根据所述目标误差区间对应的预设控制曲线，向所述制动缸输出控制指令，以使在所述目标误差区间内，所述制动缸的压力误差变化趋势与所述目标误差区间对应的预设控制曲线的趋势一致；在所述目标误差区间不存在对应的预设控制曲线时，按照预设控制方式向所述制动缸输出控制指令。3.根据权利要求2所述的制动缸压力控制方法，其特征在于，所述控制阶段包括：第一控制阶段、第二控制阶段、第三控制阶段和第四控制阶段；根据所述实际压力误差及所述实际压力变化率确定目标控制阶段，包括：在Ep<0，ΔP≥0时，确定所述目标控制阶段为第一控制阶段；在Ep≥0，ΔP≥0时，确定所述目标控制阶段为第二控制阶段；在Ep≥0，ΔP<0时，确定所述目标控制阶段为第三控制阶段；在Ep<0，ΔP<0时，确定所述目标控制阶段为第四控制阶段；其中，Ep为所述实际压力误差，ΔP所述实际压力变化率。4.根据权利要求3所述的制动缸压力控制方法，其特征在于，所述第一控制阶段对应于第一误差区间、第二误差区间和第三误差区间；在所述目标控制阶段为所述第一控制阶段时，根据所述实际压力误差，在所述目标控制阶段对应的多个误差区间中确定目标误差区间，包括：在Ep∈(
‑
∞,
‑
W3)时，确定所述目标误差区间为第一误差区间；在Ep∈[
‑
W3,W2’
]时，确定所述目标误差区间为第二误差区间；在Ep∈(W2’
,0)时，确定所述目标误差区间为第三误差区间；其中，W3为第一预设误差阈值，W2’
为第二预设误差阈值，W3>|W2’
|；在所述目标误差区间为第一误差区间时，根据所述目标误差区间对应的预设控制曲线，向所述制动缸输出控制指令，包括：在ΔP≤ΔE1时，获取预设斜率ΔE0，其中，ΔE1和ΔE0同号，若ΔP>ΔE0，输出第一充风指令，若ΔP≤ΔE0，输出第二充风指令，其中，所述第二充风指令指示的充风强度比所述第一充风指令大；
当ΔP>ΔE1时，按照第二误差区间的控制方式输出控制指令；其中，ΔE1为第一误差区间对应的预设控制曲线上与所述实际压力误差对应的位置点的斜率；第一误差区间对应的预设控制曲线的方程式为其中E1为该预设控制曲线上的压力误差变量，t为时间变量，k1为第一预设参数，C为任意常数；在所述目标误差区间为第二误差区间时，根据所述目标误差区间对应的预设控制曲线，向所述制动缸输出控制指令，包括：在ΔP≤ΔE2时，输出所述第一充风指令，并将α1增大Δα1；在ΔP>ΔE2时，按照第三误差区间的控制方式输出控制指令；其中，ΔE2为第二误差区间对应的预设控制曲线上与所述实际压力误差对应的位置点的斜率；第二误差区间对应的预设控制曲线的方程式为其中E2为该预设控制曲线上的压力误差变量，t为时间变量，k2为第二预设参数，k2＝tanα1，α1为∈[α
10
,π/2)的可变参数，初值为α
10
，C为任意常数；在所述目标误差区间为第三误差区间时，根据所述目标误差区间对应的预设控制曲线，向所述制动缸输出控制指令，包括：在Ep≤
‑
W1时，输出保压指令，并将W2’
增加Δw1，直到W2’
＝
‑
W1；在Ep>
‑
W1时，若ΔP>ΔE3，输出第一排风指令；若ΔP≤ΔE3，输出保压指令；其中，W1为死区阈值，Δw1为第一预设差值，ΔE3为第三误差区间对应的预设控制曲线上与所述实际压力误差对应的位置点的斜率；第三误差区间对应的预设控制曲线的方程式为其中E3为该预设控制曲线上的压力误差变量，t为时间变量，k3为第三预设参数，W4为第三预设误差阈值，C为任意常数。5.根据权利要求3所述的制动缸压力控制方法，其特征在于，所述第二控制阶段对应于第四误差区间、第五误差区间和第六误差区间；在所述目标控制阶段为所述第二控制阶段时，根据所述实际压力误差，在所述目标控制阶段对应的多个误差区间中确定目标误差区间，包括：在Ep∈(0,W2)时，确定所述目标误差区间为第四误差区间；在Ep∈[W2,W3]时，确定所述目标误差区间为第五误差区间；在Ep∈(W3,+∞)时，确定所述目标误差区间为第六误差区间；其中，W3为第一预设误差阈值，W2为第四预设误差阈值，W3>W2；在所述目标误差区间为第四误差区间时，根据所述目标误差区间对应的预设控制曲线，向所述制动缸输出控制指令，包括：在ΔP>ΔE4时，输出第一排风指令；在ΔP≤ΔE4时，输出保压指令，并将W2减小Δw2，直到W2＝W1；其中，W1为死区阈值，Δw2为第二预设差值，ΔE4为第四误差区间对应的预设控制曲线上与所述实际压力误差对应的位置点的斜率；第四误差区间对应的预设控制曲线的方程式为其中E4为该预设控制曲线上的压力误差变量，t为时间变量，k4为第四预设参数，W4为第三预设误差阈值，C为任意常数；在所述目标误差区间为第五误差区间时，根据所述目标误差区间对应的预设控制曲线，向所述制动缸输出控制指令，包括：
在ΔP≥ΔE5时，输出第一排风指令；在ΔP<ΔE5时，输出保压指令，并将α2减小Δα2，直到ΔE5＝0；其中，ΔE5为第五误差区间对应的预设控制曲线上与所述实际压力误差对应的位置点的斜率；第五误差区间对应的预设控制曲线的斜率的方程式为ΔE5＝(Ep
‑
W2)*tanα2，其中，α2为∈[0,α
20
)的可变参数，初值为α
20
，C为任意常数；在所述目标误差区间为第六误差区间时，根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高珊，温从溪，王振宏，王东星，焦东明，尚礼明，刘帅，宋嘉健，吉振山，王晓磊，
申请(专利权)人：中车唐山机车车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：