地铁牵引电传动系统与其控制技术研究

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1、学校代码：力、交巡乂綮地铁牵引电传动系统与其控制技术研究作者姓名张哲学科专业电力电子与电力传动指导教师刘志刚电气工程学院二零一五年三月硕士学位论文地铁牵引电传动系统与其控制技术研究作者：张哲导师：刘志刚北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入冇关数裾库进彳检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供査阅和借阅。意学校向家存关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）签字闩期：知丨！年月彳妒签字円期年卞校代码：密级：公开北京

2、交通大学硕士学位论文地铁牵引电传动系统与其控制技术研究作者姓名：张哲学号：导师姓名：刘志刚职称：教授学位类别：工科学位级别：硕士学科专业：电力电子与电力传动研究方向：电力牵引与传动控制北京交通大学年月致谢本论文的工作是在我的导师刘志刚教授悉心指导下完成的，刘志刚教授的为人处世方式和严谨的治学态度、科学的工作方法给了我极大的影响，在此向老师您表示由衷的感谢。感谢刁利军老师在实际科研项目以及论文撰写过程中给予我宝贵的意见，你不仅是我科研路上的良师，也是我生活上中的益友。感谢王磊老师在我参与项目期间对我的工作给予了极大的支持，丰富了我的工程实践经验。同时，感谢张钢老师、徐春梅老

3、师、邱瑞昌老师以及牟富强师兄在学术研究、工程实践以及实验平台搭建过程中给予我大力的支持。感谢林文立博士后，赵雷廷、陈杰等博士以及董侃、阮白水、杜会卿等博士研究生对我研究工作以及论文撰写的热情帮助；同样感谢已经毕业的宋永丰、耍利娜、朱恺、王娜娜、何文辉、孙涛、许晓梦、李泽荣、田蓓等硕士以及牛伟亮、贾晓光、付尧、李超、杨帆、李智威、谢旭钦、蒋李晨昕、李耀恒、陈奕舟、贾海杰、周朝阳、李淑英等硕士研究生对我工作的有力配合以及日常生活中的关心与照顾，与你们在一起的子我感到非常的充实和开心。特别感谢我的父母，是你们这么多年对我的辛勤付出、无微不至的照顾和物质与精神上的支持，才能让我全

4、身心投入学业。在外求学六载有余，亲情永远是我温暖的港湾。屮文摘耍中文摘要牵引电传动系统是地铁车辆装备的核心。本文针对异步电动机矢量控制中的电压解耦问题、磁链观测器的实现、地铁车辆防滑防空转控制技术以及纯电制动控制策略分别展开研究，并通过软件仿真以及地面、现场实验验证了理论研究成果的确性。基于异步电动机动态模型的转子磁场定向控制已被广泛应用于地铁车辆控制中。目前地铁牵引变流器主电路拓扑以电压源型逆变器为主，为了能够更好地实现异步电动机的解耦控制，本文采用了一种电压前馈解耦的控制策略，结合空间矢量脉宽调制技术，对电压源型逆变器进行控制，提高了系统的动态响应。传统的电压模型磁链

5、观测器中由于包含纯积分环节，当釆样值存在直流偏置时会导致积分饱和，严重影响观测器的性能。本文针对电压模型磁链观测器存在的问题，提出了一种改进型电压模型磁链观测器，以高通滤波串联低通滤波代替原来的纯积分环节，并对其相位和幅值进行实时补偿，提高了观测器的准确性。一阶扰动观测器可以获取当前路面的黏着系数等信息。在此基础上，本文设计了一种稳定且不会放大系统噪声的一阶扰动观测器来获取当前路面的黏着系数及其导数值的信息，并结合黏着特性曲线的特点，提出了一种以调节器为核心、转矩微调函数⑴为辅助的基于最优黏着利用的地铁车辆防滑防空转控制策略，从而有效防止车辆空转打滑现象的发生，实现恶劣轮

6、轨接触条件下的最优黏着利用。目前，城轨车辆均釆用电空联合制动的制动方式。电空联合制动在切换时会导致乘坐舒适度变差，而且空气制动还会带来闸瓦磨损等一系列问题。本文提出了一种在制动过程中采用再生制动自然过渡至反接制动的纯电制动控制策略，并对现有的地铁车辆测速方法进行了改进，确保能够更准确地检测列车速度和及时切除逆变器防止列车反向运行。图幅，表个，参考文献篇。北京交通人学硕十论文关键词：地铁牵引电传动；矢量控制；电压解耦；磁链观测；防滑防空转；纯电制动分类号：ABSTRACTABSTRACTElectrictractiondrivesystemisthemostimportan

7、tpartofmetrovehicles.Inthispaper,issusessuchasvoltagedecouplingprobleminvectorcontrol,implementationoffluxobserver,anti-slip/anti-slidecontroltechnologyandpureelectricbrakecontrolstrategyaregivencloseanalysis.Thensimulations,groundtestsandon-siteexperimentsarecarrie