动车组列车制动系统Hammerstein模型的广义预测控制研究

鉴于动车组列车制动控制在运行和ATO中的重要性,以Hammerstein模型为基础,设计动车组列车制动系统的广义预测控制GPC器。把Hammerstein模型看作静态子系统和动态子系统的串联,动态子系统辨识为CARIMA模型,用思维进化算法MEA辨识由动态子系统纯延时环节和外界干扰造成的模型误差,设计基于MEA误差修正的GPC器,得出中间量。根据动车组列车制动特性对中间量进行约束化处理,使处理后的中间量和制动级位实现一一对应关系。对描述静态子系统的静态函数求逆,得到制动系统的制动级位。以CRH2型动车组为仿真对象,比较PID和GPC的控制效果,证明MEA修正误差的有效性,验证GPC器控制动车组列车制动系统的优越性。     

粒子群优化广义预测控制在列车制动系统中的应用

动车组列车制动系统是列车自动驾驶系统ATO的关键环节。针对动车组列车制动系统模型存在较大误差导致的列车在制动阶段控制效果较差这一问题,提出将动车组列车制动模型分为静态子系统和动态子系统两部分,根据列车制动系统的性能和要求,设计了CPSO(混沌粒子群算法)优化GPC广义预测控制器。该控制器由CPSO辨识动态子系统纯延时环节和外界干扰造成的GPC模型误差,并计算动车组列车所需的控制量。以CRH2型动车组为仿真对象,从仿真结果看出,CPSO-GPC控制器在遇到未知干扰时能够满足动车组列车对给定速度和位移的高精度跟踪要求。     

和谐号动车组制动系统制动试验方法

动车组制动系统的运用可靠性直接关系到列车运行安全.随着中国高速列车运行速度的提高,制动负荷急剧增加,制动系统也愈加复杂,为了确保列车运行中制动系统能随时正常工作,在列车上线之前都需要进行制动试验,以确认制动系统各项功能是否正常.本文介绍了和谐号动车组制动系统的几种试验方法:包括自动制动试验、菜单引导的制动试验和短制动试...     

动车组制动系统故障对行车安全影响的分析

以CRH2为例,介绍我国CRH系列动车组制动系统的结构特点、工作模式,对动车组制动系统中的各子系统(如制动控制系统、风源、基础制动系统、电制动系统等)自身的安全保障措施进行了详细剖析,并以此为基础,按照动车组制动系统故障后是否可以继续安全行车的分类原则将制动系统故障归纳为四类,之后对涉及到运行安全的第Ⅲ、Ⅳ类故障进行制动距离计算,得出的结论是:只要动车组的制动力下降幅度≥1/8,列控系统即使处于完全监控模式,也不能保证动车组列车不冒进停车信号;而且列车速度较低时,冒进信号的几率较大,速度较高时,冒进信号的距离较大;另外,当制动力下降到一定程度后,列车在侧向进站的过程中还有可能超过道岔规定限速,存在侧翻的危险隐患。因此,动车组制动系统故障后仅用人工限速的措施并不能保证行车安全,必须采取更加有效的安全防护对策。     

动车组列车制动系统的Hammerstein模型及其参数辨识方法

针对动车组列车制动系统的非线性及其在ATO中的重要性,从控制和动力学角度提出动车组列车制动系统的Hammerstein模型。根据制动指令信号的流向介绍动车组列车制动系统的工作过程;分别考虑系统各环节,用经过曲线拟合得到的静态非线性函数描述动车组列车制动特性表,用延时环节描述制动指令信号传输和制动控制器动作的延时,用两个一阶线性环节分别描述制动力反馈调节过程和动车组列车减速度冲动缓解过程,提出动车组列车制动系统的Hammerstein模型;并介绍了思维进化算法辨识模型参数的方法。最后以CRH2型动车组为仿真对象验证模型和参数辨识方法的有效性。     

高速动车组电空制动系统的建模和参数分析

高速动车组电空制动系统是由气动元件、电子元件和基础制动装置组成的复杂系统。基于现代流体力学的仿真分析软件AMESim建立制动系统中关键气动元件的仿真模型,通过试验数据对仿真模型进行验证和参数修正;将封装的气动元件模型与电子元件模型和基础制动装置进行系统集成,建立单车以及列车级电空制动系统仿真模型。基于列车级电空制动系统仿真模型,对高速动车组电空制动系统参数进行配置和分析,设计高速动车组电空制动系统。在最大常用制动和紧急制动2种工况下对基于仿真模型设计的高速动车组电空制动系统进行验证。结果表明:最大常用制动时减速度仿真值与减速度设计值相符;紧急制动时制动距离试验值为5 670m,仿真计算值为5 795m,相对误差为2.2%,仿真计算值与试验值吻合程度高。     

高速动车组备用制动系统仿真分析研究

基于现代流体力学数值仿真技术,以高速动车组备用制动系统作为研究对象,建立了备用制动系统中分配阀等关键部件的仿真模型,研究了沿列车管长度方向的减压制动,再现备用制动实施的过程。研究工作为列车备用制动系统的设计、试验研究提供理论参考。     

适用于动车组制动系统的以太网板卡设计与实现

现有动车组列车通信网络TCN在带宽、传输速率、成本等方面已不适应动车组发展新需求,而以太网具有高速、费用低、资源共享等优势,正在逐渐成为动车组列车通信网络的发展趋势。研究适用于动车组制动系统的以太网板卡,有利于提高动车组制动系统的可靠性及互联互通,进一步完善了动车组制动系统的可操作性和可维护性。文中搭建了以太网板卡软硬件开发平台,研制了适用于动车组制动系统的以太网板卡,实现了应用程序下载、故障诊断和标定、数据记录和导出、以太网控车等功能,满足了以太网作为维护网络和控制网络的需求,仿真测试、试验联调、现车应用也验证了以太网板卡的有效性和可靠性。     

国内外动车组制动系统及救援技术分析

目前世界上的主要高速铁路国家包括中国、日本、德国、法国等,制动系统原理和制动救援技术均不相同。中国高铁和日本新干线均采用直通式电空制动系统,德国和法国等欧洲干线动车组制动系统普遍采用自动式空气制动系统,欧洲市域动车组和地铁等通常采用直通式电空制动系统。各国高速动车组通过配置自动式空气制动机、设置制动指令传输或转换装置、列车供电管理、外部供电等各种方式,来保证动车组能够被机车或者动车组高效救援。     

动车组制动力控制模式分析

制动系统作为动车组关键技术,是动车组运行的可靠保证。制动系统控制技术作为制动系统的中枢,是实现整车制动力管理与分配的核心。制动系统具有列车级主控功能,能够实现全列车制动力管理、分配和计算。将针对各制动工况对CRH380B动车组制动力的控制实施进行分析,并结合其他典型动车组的制动控制模式进行分析研究。     

浅谈地铁制动控制与列车冲动

地铁的稳定性和舒适度正受到越来越多的重视.通过分析国内外关于列车冲击的相关标准,提出采用减速度和冲击率来评价列车冲动.研究地铁列车制动减速度与列车冲击率之间的关系,提出了针对地铁制动系统空气制动和复合制动的制动控制方法.     

和谐号动车组制动防滑控制理论和试验

防滑控制系统是和谐号动车组列车制动系统的核心技术之一.在列车高速运行时,具有防滑控制功能的列车制动控制系统,既能实现良好的滑行控制,又能充分利用轮轨之间的黏着作用力.主要介绍了和谐号动车组制动防滑系统,包括制动防滑系统的基本原理,硬件组成,滑行检测方法,防滑控制方法以及控制策略等.通过防滑试验验证了和谐号动车组制动防滑...     

双供制式微控列车制动机试验系统设计与实现

列车制动故障是目前干扰铁路运输秩序的惯性故障之一,随着货物列车提速与重载的全面实施,列车制动故障越来越引起铁路运营部门的关注,按照铁道部《铁路货车运用维修规程》、北京铁路局《行车组织规则》的规定,当前列检试风设备已经无法适应现场试风作业的要求,不能进行500/600kPa之间转换;不能以尾部风压作为试风判定标准,为此,北京铁路局丰台车辆段研究开发了双供制式微控列车试验系统,解决了电控大闸列首风压与无线风压监测仪列尾风压之间的压差,实现了铁路新的列车制动试验最新标准和技术要求,满足当前现场试风作业的需求。     

高速铁路动车段试车线列控系统设计方案研究

在目前尚未制订高速铁路动车段试车线列控系统技术标准的情况下,研究分析我国高速铁路动车段试车线动车组列控车载设备的测试需求,针对车载设备主要功能(包括列控模式切换、列控等级转换、临时限速、车载与RBC仿真系统建立连接和无线通信会话、RBC切换、轨道电路信息接收、应答器信息接收、自动过分相、测速测距、常用制动、紧急制动等)进行测试流程及试车场景设计,在此基础上研究试车线列控系统设备组成,提出高速铁路动车段试车线列控系统设计方案,达到动车组在试车线上往返运行一次即可实现对列控车载设备性能全面测试的目标。     

SS4B型机车制动机无线重联升级改造

文章结合SS4B型机车制动机无线重联升级改造,阐述了升级改造后的DK-2制动机系统结构及技术特点,同时基于重载组合列车对制动系统的基本要求,从DK-2制动机列车编组模式设置、从控机车制动机指令执行方式、通讯中断后制动控制处理等方面对制动机同步控制策略进行了研究探讨.实践证明,DK-2制动机能实现重载列车制动的同步性和一...     

基于CAN总线的微机直通式电空制动监测系统

针对微机直通式电空制动系统分散控制的特点,构建了基于控制局域网CAN总线的监测网络。它将各个分散的制动控制单元信息,通过CAN总线传输到上位计算机,进行分析处理。系统进行两次通讯协议的转换:一是每个制动控制单元与CAN智能适配卡之间,完成串行RS232到CAN总线通讯协议的转换;二是CAN总线上的主适配卡接收包含有车号信息的各制动控制单元的数据帧,完成CAN总线到RS232通讯协议的转换,传输给上位机。同时对监测系统的实时性进行了分析,并应用于2动9拖高速列车直通式电空制动系统,实现制动控制单元的集中监测,实时反映各车制动机响应的同步性和一致性。     

广州地铁4号线列车EP2002制动系统介绍及故障分析

对广州地铁4号线列车EP2002制动控制系统特点进行了简要描述,详细介绍4号线列车EP2002制动系统各项功能,对EP2002阀之间的通讯,以及EP2002阀同列车线、TMS和VVVF之间的通讯进行了介绍,结合列车在运营中出现的故障进行了分析。     

城轨车辆制动控制系统的分析

制动系统是城轨车辆关键系统之一,根据故障导向安全原则,制动系统失效时应有充足的措施确保列车和人员安全。北京地铁四号线车辆的制动控制系统通过G阀和RIO阀,完成列车的保持制动、常用制动、紧急制动、防滑保护等功能,并且将列车制动控制系统接入到TCMS系统中,保证了车辆的安全运营。     

使用F8型空气制动机的快运货车制动系统仿真分析

基于F8型空气制动机的原理和空气流动理论，建立了使用F8型空气制动机的列车制动系统模型，开发出计算机仿真程序。通过比较仿真与试验结果的缸、管压力与制动距离，证明程序的正确性。并使用仿真程序对使用F8型空气制动机的快运货物列车进行制动性能分析计算，计算结果显示快运货物列车各种制动性能正常，紧急制动距离符合《中华人民共和国铁路主要技术政策》中的有关规定，能够在规定距离内安全停车。F8型空气制动机可以作为快运货物列车的制动控制系统。