一种减速度闭环控制方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种减速度闭环控制方法及装置，涉及轨道车辆机械控制领域，包括：当制动指令中的需求减速度与机车车辆的实际减速度之间的差异大于预设的阈值时，利用预先构建的摩擦系数计算模型确定所述机车车辆制动系统的制动缸压力；其中，所述需求减速度由自动驾驶系统发出；所述实际减速度由实际测量得到；将所述制动缸压力作用于所述制动系统，以实现减速度闭环控制。本申请能够实时获得列车当前的减速度状态，并与目标减速度进行比较，从而实时调整制动缸压力，以提升减速度效率。以提升减速度效率。以提升减速度效率。

【技术实现步骤摘要】
一种减速度闭环控制方法及装置


[0001]本申请涉及轨道车辆机械控制领域，具体是一种减速度闭环控制方法及装置。

技术介绍

[0002]在传统的开环控制模式下，轨道车辆的制动控制系统一般会根据司机控制器或列车自动驾驶(Automatic Train Operation，简称ATO)发出的制动指令对应的制动目标减速度来计算制动缸压力，即根据目标减速度与车重计算总制动力需求。然后，根据电制动能力的大小，决定空气制动所承担的制动力，进一步得到需要施加的制动缸压力。最后，由制动执行单元将制动缸压力通过夹钳单元进行放大，施加在制动盘上，转换成最终的制动力。目前，存在的问题在于，由于制动盘与闸片间的摩擦系数、轮轨黏着以及坡道转弯工况等不确定因素均会对列车实际产生的减速度产生影响，最终影响实际制动效果，因此利用上述传统方法进行制动控制通常难以高效、精准。
[0003]在开环控制中，制动力计算的过程考虑的闸片与制动盘间的摩擦系数通常为定值，其并未考虑制动过程的升温给制动盘与闸片间的摩擦系数带来的影响。从而使得在不同速度下，制动效果产生的减速度会出现大于或者小于预期的可能性。当摩擦系数大于预设值时，制动力偏大，从而可能引起车轮防滑保护激活，增加制动时间与制动距离；当摩擦系数小于预设值时，制动力偏小，也可能导致制动距离比预期要长。
[0004]为了解决上述技术问题，现有技术提出的各种减速度闭环控制方法，使用PID控制器对这一情况进行模糊控制，同时针对两个或者多个未知量参数进行模糊控制，此外，还要考虑气动结构的响应滞后，整体计算困难很大。另外，制动装置有很强的时效性要求，即响应越快越好，这就对整体计算时间提出了更高的要求。综上所述，现有的减速度闭环控制方法并未取得很好的制动控制效果。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的问题，本申请提供一种减速度闭环控制方法及装置，能够实时获得列车当前的减速度状态，并与目标减速度进行比较，从而实时调整制动缸压力，以提升减速度效率。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：
[0007]第一方面，本申请提供一种减速度闭环控制方法，包括：
[0008]当制动指令中的需求减速度与机车车辆的实际减速度之间的差异大于预设的阈值时，利用预先构建的摩擦系数计算模型确定所述机车车辆制动系统的制动缸压力；其中，所述需求减速度由自动驾驶系统发出；所述实际减速度由实际测量得到；
[0009]将所述制动缸压力作用于所述制动系统，以实现减速度闭环控制。
[0010]进一步地，构建所述摩擦系数计算模型的步骤，包括：
[0011]根据所述机车车辆在历史制动过程中的历史制动盘温度、历史瞬时摩擦系数、历史制动时间及历史速度等级构建瞬时摩擦系数集合；
[0012]将所述瞬时摩擦系数集合输入神经网络模型进行训练，得到所述摩擦系数计算模型；其中，所述摩擦系数计算模型用于根据机车车辆的当前制动时间及当前速度等级确定对应的当前瞬时摩擦系数。
[0013]进一步地，构建瞬时摩擦系数集合的步骤，包括：
[0014]根据所述机车车辆在历史制动过程中的第一倍增系数与历史瞬时速度计算第一参数；
[0015]根据所述机车车辆在历史制动过程中的第二倍增系数与历史瞬时温度计算第二参数；
[0016]根据所述机车车辆的稳态摩擦系数、所述第一参数及所述第二参数构建所述瞬时摩擦系数集合。
[0017]进一步地，所述利用预先构建的摩擦系数计算模型调整所述机车车辆制动系统的制动缸压力，包括：
[0018]利用所述预先构建的摩擦系数计算模型计算所述当前瞬时摩擦系数；
[0019]根据所述需求减速度确定对应的需求制动力；
[0020]根据所述需求制动力、所述当前瞬时摩擦系数及机车车辆的制动结构参数确定所述制动缸压力。
[0021]第二方面，本申请提供一种减速度闭环控制装置，包括：
[0022]制动缸压力确定单元，用于当制动指令中的需求减速度与机车车辆的实际减速度之间的差异大于预设的阈值时，利用预先构建的摩擦系数计算模型确定所述机车车辆制动系统的制动缸压力；其中，所述需求减速度由自动驾驶系统发出；所述实际减速度由实际测量得到；
[0023]闭环控制单元，用于将所述制动缸压力作用于所述制动系统，以实现减速度闭环控制。
[0024]进一步地，所述的减速度闭环控制装置，还包括：
[0025]摩擦系数集合构建单元，用于根据所述机车车辆在历史制动过程中的历史制动盘温度、历史瞬时摩擦系数、历史制动时间及历史速度等级构建瞬时摩擦系数集合；
[0026]摩擦系数模型构建单元，用于将所述瞬时摩擦系数集合输入神经网络模型进行训练，得到所述摩擦系数计算模型；其中，所述摩擦系数计算模型用于根据机车车辆的当前制动时间及当前速度等级确定对应的当前瞬时摩擦系数。
[0027]进一步地，所述摩擦系数集合构建单元，包括：
[0028]第一参数确定模块，用于根据所述机车车辆在历史制动过程中的第一倍增系数与历史瞬时速度计算第一参数；
[0029]第二参数确定模块，用于根据所述机车车辆在历史制动过程中的第二倍增系数与历史瞬时温度计算第二参数；
[0030]摩擦系数集合构建模块，用于根据所述机车车辆的稳态摩擦系数、所述第一参数及所述第二参数构建所述瞬时摩擦系数集合。
[0031]进一步地，所述制动缸压力确定单元，包括：
[0032]瞬时系数计算模块，用于利用所述预先构建的摩擦系数计算模型计算所述当前瞬时摩擦系数；
[0033]需求制动力确定模块，用于根据所述需求减速度确定对应的需求制动力；
[0034]制动缸压力确定模块，用于根据所述需求制动力、所述当前瞬时摩擦系数及机车车辆的制动结构参数确定所述制动缸压力。
[0035]第三方面，本申请提供一种电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述减速度闭环控制方法的步骤。
[0036]第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述减速度闭环控制方法的步骤。
[0037]第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现所述减速度闭环控制方法的步骤。
[0038]针对现有技术中的问题，本申请提供的减速度闭环控制方法及装置，能够利用设置于机车车辆上的减速度传感器，实时获取机车车辆的减速度状态，并与目标减速度进行比较，从而实时调整机车车辆的制动缸压力；此外，为了获得更精准的制动控制效果，本申请提供的方法及装置完全按照盘片的动态摩擦系数进行制动缸压力配置，确保制动力的精准施加，其核心在于制动盘摩擦系数的初始预设与动态更新过程；本申请提供的方法及装置简化了制动控制系统的计算过程，确保了制动力施加的有效性，不仅仅用于空气制动，同时也适用于电机械制动。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减速度闭环控制方法，其特征在于，包括：当制动指令中的需求减速度与机车车辆的实际减速度之间的差异大于预设的阈值时，利用预先构建的摩擦系数计算模型确定所述机车车辆制动系统的制动缸压力；其中，所述需求减速度由自动驾驶系统发出；所述实际减速度由实际测量得到；将所述制动缸压力作用于所述制动系统，以实现减速度闭环控制。2.根据权利要求1所述的减速度闭环控制方法，其特征在于，构建所述摩擦系数计算模型的步骤，包括：根据所述机车车辆在历史制动过程中的历史制动盘温度、历史瞬时摩擦系数、历史制动时间及历史速度等级构建瞬时摩擦系数集合；将所述瞬时摩擦系数集合输入神经网络模型进行训练，得到所述摩擦系数计算模型；其中，所述摩擦系数计算模型用于根据机车车辆的当前制动时间及当前速度等级确定对应的当前瞬时摩擦系数。3.根据权利要求2所述的减速度闭环控制方法，其特征在于，构建瞬时摩擦系数集合的步骤，包括：根据所述机车车辆在历史制动过程中的第一倍增系数与历史瞬时速度计算第一参数；根据所述机车车辆在历史制动过程中的第二倍增系数与历史瞬时温度计算第二参数；根据所述机车车辆的稳态摩擦系数、所述第一参数及所述第二参数构建所述瞬时摩擦系数集合。4.根据权利要求2所述的减速度闭环控制方法，其特征在于，所述利用预先构建的摩擦系数计算模型调整所述机车车辆制动系统的制动缸压力，包括：利用所述预先构建的摩擦系数计算模型计算所述当前瞬时摩擦系数；根据所述需求减速度确定对应的需求制动力；根据所述需求制动力、所述当前瞬时摩擦系数及机车车辆的制动结构参数确定所述制动缸压力。5.一种减速度闭环控制装置，其特征在于，包括：制动缸压力确定单元，用于当制动指令中的需求减速度与机车车辆的实际减速度之间的差异大于预设的阈值时，利用预先构建的摩擦系数计算模型确定所述机车车辆制动系统的制动缸压力；其中，所述需求减速度由自动驾驶系统发出；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉柱，张翔，任志刚，祝家祺，温熙圆，孟红芳，张波，杨伟君，曹宏发，赵红卫，薛江，樊贵新，
申请(专利权)人：北京纵横机电科技有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所铁科纵横天津科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：