[發明專利]一種軌道列車防空轉防滑黏著優化控制方法

有效

• 申請號: 201810961271.1
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN108984970B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 張佳波;馬法運;王旭陽;夏猛;劉天宇
• 申請（專利權）人: 中車青島四方車輛研究所有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F111/10
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 劉雁君;徐艷艷

本發明涉及一種軌道列車防空轉防滑黏著優化控制方法，根據當前軌面黏著情況，在線實時調整閾值及轉矩下降斜率和上升斜率；一個防空轉防滑調節周期內，下降斜率根據當前軸加速度、轉速差采用快降、慢降兩步執行；上升斜率根據前一調節周期觸發閾值時刻的鎖存轉矩采用快升、慢升兩步執行。本發明以易于提取的加速度、速度差作為判斷條件，實時在線調整閾值、斜率，使得輸出轉矩可根據軌面情況自適應調整，3～5個調節周期后輸出轉矩趨于平穩，黏著利用率得到有效提高，車輛平穩性及乘客舒適度得到顯著提升。

技術領域

本發明屬于軌道車輛控制技術領域，涉及軌道列車防空轉防黏著控制技術，具體地說，涉及一種軌道列車防空轉防滑黏著優化控制方法，用于控制軌道車輛與軌面之間的黏著力，防止軌道車輛運行過程中空轉和滑行。

背景技術

軌道列車在運行過程中是通過車輪和鋼軌之間的有效黏著區域來傳遞牽引力或制動力。因此軌面的黏著特性直接影響到列車輸出的實際牽引力和制動力。通常，軌面干燥時，可用黏著系數沒有太大變化；但在遇到雨、雪、大霧天氣，或軌道上有落葉、油污等時，軌面變得濕滑，可用黏著系數降低，軌道車輛的牽引力和制動力急劇下降。若動作不及時將引起列車車輪空轉或列車滑行現象發生，嚴重導致擦輪、擦軌甚至沖標等安全問題。

現有工程化應用的方法中，通常采用速度差、加速度及加速度微分相結合的組合校正法來進行列車防空轉或防滑行判斷。根據初期現場防空轉或防滑行實驗效果，設定一組合適的閾值及斜率參數。但是列車在實際運行過程中，軌面黏著情況會隨著外界環境實時改變，固定的參數難以完全滿足現場情況。

參考速度通常來自于網絡，網絡根據當前工況選取列車所有軸速中合適的軸速作為參考速度傳輸給牽引系統。由于傳輸延時，牽引系統實際接收到的參考速度為幾百毫秒前的數據。延時引起的參考速度誤差隨著車輛有效加速度變化而變化，最大可達幾km/h。而現有方法中，大部分并未考慮延時引起的參考速度誤差；即使考慮也是將參考速度誤差設為固定值。

加速度微分，理論上雖然可以加快防空轉或防滑行判斷、提前動作，但是加速度微分信號包含噪聲太大，工程上難于精確實時提取，噪聲信號將嚴重影響輸出轉矩控制精度。

待優化的防空轉或防滑行參數設置、控制方法，輕則導致調節過程中轉矩波動大、黏著利用率低、乘客舒適度差，重則導致調節失敗從而引起輪軌擦傷。

發明內容

本發明針對現有技術存在的調節過程中轉矩波動大、黏著利用率低、乘客舒適度差、不易于工程化等上述問題，提供一種能夠根據軌面情況自適應調整牽引或制動轉矩輸出、黏著利用率高、易于工程化的軌道列車防空轉防滑黏著優化控制方法。

為了達到上述目的，本發明提供了一種軌道列車防空轉防滑黏著優化控制方法，其具體步驟為：

S101、根據加速度、速度差閾值初值判斷是否觸發空轉或滑行，若觸發，則執行步驟S102，否則，下一時刻執行步驟S101繼續進行判斷；

S102、通過公式(1)計算若干個采樣周期內輸出轉矩有效值，公式(1)表示為：

式中，T_e為輸出有效轉矩，T_i為采樣時刻輸出轉矩，n為采樣數，n個采樣周期之和應包含3～5個防空轉防滑調節周期；

S103、根據輸出有效轉矩及車輛載荷信息計算列車有效加速度，忽略相關阻力即可獲得黏著不足時當前軌面的近似可用黏著系數，表示為：

μ_e≈a_e＝ρ*T_e/M (2)

式中，μ_e為當前軌面的近似可用黏著系數，a_e為列車有效加速度，ρ為轉矩換算到力系數，M為軸重；