多轴协调的电力机车粘着控制

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1、第33卷第5期计算机仿真2016年5月文章编号：1006—9348(2016)05—0156—05多轴协调的电力机车粘着控制张思宇，黄景春(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：在电力机车牵引控制优化中，为了充分利用电力机车轴控的优势，针对轴控式B0一Bo四轴电力机车，提出了机车多轴协调的粘着控制系统。将控制系统分为了两层。上层根据机车的实际轴重和轮对空转情况，合理分配整车转矩；下层是牵引工况下的单轴粘着控制系统。在SIMPACK环境下开发了机车模型，并通过SIMPACK—Maflab联合仿真验证了该控制系统的有效性。仿真结果表明，改进方法能够使机

2、车各轴的空转概率相似，有效地减少机车轮对空转次数和提高机车整体牵引力。关键词：电力机车；轴重转移；再粘着控制；联合仿真中圈分类号：TP391．9文献标识码：BMlllti—A】

3、【lesCoordinatedAdhesionControlofElectricLocomotiveZhangSi一)ru，HuangJing-chun(SchoolofElectricalEngineeringSouthwestJiaoTongUniversity，SichuanChengdu610031)ABSTRACT：Totakefulladvantageoftheaxlecont

4、roloftheelectriclocomotive，amulti—axlecoordinatedadhesioncontrolstrategywasdevelopedforBo—Bofouraxleselectriclocomotive．Thecontrolsystemwasdividedintotwolayersbasedonthehierarchicalcontroltheory，withtheupperlayerallocatingthetotaldrivingtorquebasedontheactualaxle—loadsandtheconditiono

5、fwheelsllp．andtheIowerlayeriSadhesioncontrolsystemofeachdrivenaxleintrac．tionconditions．AlocomotivemodelWasbuiltbySIMPACK．EffectivenessofthecontrolsystemWasverifiedthebySIMPACK—MatlabCO—simulation．Thesimulationresultsshowthatthesystemenableseachaxleofthelocomofiveslippingats啪eprobabil

6、ity．effectivelyreducedtheslippingtimesoflocomotivewheel-setandimprovetheoveralltractionpower．KEYWORDS：Electriclocomotive；Axle—loadtransfer；Adhesioncontrol；Co—simulation1引言随着轨道交通技术的发展，电力机车牵引控制技术被不断挖掘，越来越多的研究集中于粘着控制。电力机车采用的粘着控制方法主要有：组合校正法、加速度微分法、相位移法等。机车在牵引工况下，组合校正法根据轮对蠕滑速度、角加速度进行空转判断，在

7、此基础上进行粘着控制，具有稳定可靠，反应速度快的优点⋯；但是，若蠕滑速度和加速度阈值设定太小，会导致误判空转趋势而频繁触发再粘着控制，降低机车粘着利用率，若蠕滑速度和加速度阈值设定太小，则无法及时发现轮对空转趋势，导致轮轨擦伤或更严重的后果旧J。加速度微分法根据轮对加速度进行粘着控制，有较强的轨面状况适应能力，但是容易受噪声影响，稳定性较差”J。相位移法通过在电机转矩给定上叠加一定频率和幅值的信基金项目：国家自然科学基金(5l177137，51477146)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(2682014CX028)收稿日期：2015—08—16．--——15

8、6·--——号，可以实现粘着的最优利用控制，但是在电机转矩中叠加的一定信号可能会对电机运行产生不良的影响HJ。目前，大部分粘着控制方法只考虑到控制轴的状况，针对单轴的空转趋势进行控制，并没有充分利用机车轴控策略的优势。轴控式机车是未来重载机车的发展趋势，轴控策略可以实现电机转矩分配方式的多样化，能够充分发挥电机转矩响应快速、精确的优势，提高整车粘着利用率。本文借鉴电动汽车的多轴协调控制¨’“，基于分层控制思想，以轴控式的B0一Bo四轴电力机车为研究对象，建立了多轴协调的粘着控制系统的分层控制结构。上层以合理分配整车转矩为目标；下层以防止空转和空转后恢复粘着为目标。

9、在SIMP