[發明專利]城軌列車電子制動控制單元閉環控制試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201711317960.0
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108008719B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 雷馳;彭順;馬天和;吳萌嶺;田春
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 31225 上海科盛知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙志遠

1.一種城軌列車電子制動控制單元閉環控制試驗裝置，用以實現城軌車輛電子制動控制單元制動閉環控制策略的測試，其特征在于，該試驗裝置為一虛擬—實物試驗裝置，包括：

實物測試組件：用以根據虛擬控制信息產生待測電子制動控制單元的實際測試數據，并通過MVB網絡通信，所述的實物測試組件包括：

待測的電子制動控制單元：用以從操作界面獲取虛擬的制動指令、從列車系統模型獲取載重數據和級位信息以及從TCU模型獲取電制動反饋信號，并且產生氣動閥模型的控制信號、列車系統模型的制動力信號以及TCU模型的電制動請求信號；

軸速發生器：以列車系統模型產生的虛擬軸速信號為輸入，產生列車實際的軸速脈沖信號，并將其輸出至待測的電子制動控制單元；

虛擬仿真組件：用以設置和產生虛擬控制信息，并發送給實物測試組件，同時通過MVB網絡和數據采集電路獲取實際測試數據，完成閉環控制策略的測試，所述的虛擬仿真組件包括：

操作界面：采用Labview軟件搭建，用以設置車輛參數、運行參數、產生虛擬的制動指令與級位信息以及顯示并保存試驗數據；

列車系統模型：采用Matlab-Simulink平臺搭建，用以構建包含車輛動力學模型，模擬列車運行狀態；

TCU模型：采用Matlab-Simulink平臺搭建，用以模擬列車電制動單元，產生列車系統模型的電制動力信號；

氣動閥模型：采用AMESim搭建，用以模擬城軌列車制動系統中氣動閥的功能，模擬制動缸壓力上升和下降的過程，產生制動缸壓力信號并發送給列車系統模型。

2.根據權利要求1所述的一種城軌列車電子制動控制單元閉環控制試驗裝置，其特征在于，所述的電子制動控制單元為一動一拖編組。

3.一種應用如權利要求1-2任一項閉環控制試驗裝置的試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)試驗開始前，進行實驗參數設置，包括初始化列車系統模型參數、仿真條件參數的輸入以及配置輸出和顯示結果：

2)通過操作界面產生虛擬的制動指令，并對指令進行解碼得到目標減速度，將目標減速度由MVB網絡發送至電子制動控制單元并實時顯示；

3)電子制動控制單元獲取目標減速度后，根據從氣動閥模型中通過數據采集電路以模擬量形式采集到的制動缸壓力信號、從TCU模型中通過MVB網絡獲取的電制動請求信號以及從軸速發生器中實時獲取的軸速脈沖信號，加載待測試的閉環控制策略并產生目標制動力；

4)電子制動控制單元將目標制動力與申請得到的電制動反饋做差得到目標空氣制動力，并產生相應的氣動閥控制信號通過數據采集電路輸出至氣動閥模型；

5)氣動閥模型接收到控制信號后，產生實際的制動缸壓力信號，并通過數據采集電路反饋給電子制動控制單元；

6)氣動閥模型產生制動缸壓力與TCU模型產生的電制動力同時作用于列車系統模型，完成虛擬的制動過程；

7)列車系統模型將虛擬軸速信號發送到軸速發生器，軸速發生器產生實際的軸速信號輸出至電子制動控制單元，以此構成列車制動控制的閉環過程。

4.根據權利要求3所述的試驗方法，其特征在于，所述的列車系統模型參數包括車輛質量、轉向架中心銷距離、轉向架軸距、車鉤高、車輛重心高度、剛度與阻尼參數。

5.根據權利要求3所述的試驗方法，其特征在于，所述的仿真條件參數包括閘瓦摩擦系數、黏著系數、電制動力是否有效以及坡道坡度參數。

6.根據權利要求3所述的試驗方法，其特征在于，所述的輸出和顯示結果包括列車減速度、車鉤力、軸重和軸速信息。

7.根據權利要求3所述的試驗方法，其特征在于，所述的氣動閥控制信號包括2路稱重電磁閥、緊急沖動限制閥、強迫緩解閥、鏈接閥以及2路高速開關閥信號。