分布式驱动电动汽车多电机系统改进型环形耦合控制

采用轮毂电机驱动的电动汽车,多电机协同控制是车辆安全行驶的重要因素。基于目前多电机控制系统跟踪误差和同步误差较高的问题,为提高控制精度及四轮独立驱动电动汽车的行驶稳定性,结合傅里叶级数循环学习法提出了一种改进型的环形耦合控制方法。该方法通过循环学习有效地提高了控制方法的控制精度,明显降低了多电机运行时的跟踪误差和同步误差。通过Matlab/Simulink搭建了四轮毂电机同步控制模型,验证了所提控制方法的可行性。基于CARSIM与Matlab/Simulink联合仿真平台模拟实车运行,进一步验证了所提多电机协同控制方法能够有效降低四轮电机运行的同步误差和跟踪误差,有助于提高车辆的运行稳定性。     

摆式列车车休倾摆机构同步问题研究

针对倾摆机构和作动器因安装空间位置受限制以及为保证互换性而采取相对安装的方式带来的车体倾摆机构的同步问题,分析了摆式列车车体倾摆角度与作动器行程的关系,提出作动器主从同步的控制方式,即以一个作动器的输出作为理想输出,其余的作动器受控跟踪这一选定的理想输出,达到同步控制。这种同步控制方式具有灵活、快速、准确的输出响应,并通过试验得到了验证。     

摆式列车车体倾摆机构同步问题研究

针对倾摆机构和作动器因安装空间位置受限制以及为保证互换性而采取相对安装的方式带来的车体倾摆机构的同步问题,分析了摆式列车车体倾摆角度与作动器行程的关系,提出作动器主从同步的控制方式,即以一个作动器的输出作为理想输出,其余的作动器受控跟踪这一选定的理想输出,达到同步控制.这种同步控制方式具有灵活、快速、准确的输出响应,并通过试验得到了验证.     

石太客运专线视频监控系统时间同步解决方案

石太客运专线视频监控系统是一个相对独立的通信子系统,如何保证整个系统时间同步,使沿线数百个摄像头的录像时间和系统的监控时间与标准时间一致是一个问题。为此利用既有的时间同步设备、视频IP资源及相应的跟踪软件,解决石太客运专线视频系统时间同步问题,实现了视频系统与北京标准时间的统一。     

既有轨道交通高架移梁接驳精度控制技术

以上海轨道交通2号线东延伸段移梁接驳工程为背景,着重对城市轨道交通移梁接驳施工精度进行了探讨。通过采取提高基地强度、模板刚度和设置预留拱度以及跟踪变形监测等措施,将制梁高度误差控制在±5mm,轴线误差控制在4 mm之内。通过采取基于PLC的液压同步移梁台车以及可调支座,有效控制了移梁和落梁的精度。通过采取上述措施,成功将本工程移梁精度控制在5 mm以内。     

偏差耦合式同步控制策略在起重机起升机构中的应用

针对起重机起升机构多吊钩同步性精度差的问题,采用偏差耦合式同步控制策略,结合PLC(可编程逻辑控制)、光电编码器和变频器,对起重机起升机构控制系统进行方案设计。通过PLC系统软件设计及模拟调试,结果显示控制系统设计合理正确,达到预期设计目标。     

相位检测误差对链式静止同步补偿器稳态输出精度的影响

无功补偿技术能有效提高电力牵引供电系统的供电质量。链式静止同步补偿器(STATCOM)需要对电网电压相位进行准确跟踪,以向系统补偿合适的无功,然而相位检测偏差会降低装置输出电流的精度。分析了在解耦控制和分相瞬时电流控制两种控制策略下相位检测误差所带来的影响,并推导出稳态电流精度与相位检测误差及无功电流指令之间的关系式,得到在满足稳态精度时不同无功电流指令下相位检测误差的容许范围;最后通过仿真验证理论分析的正确性。     

一种改进型网络时间协议在TDCS/CTC系统的应用研究

由于列车运行速度较高,短时间内列车跨线跨区行驶,铁路信号设备时间统一显得尤为重要,而现有的铁路时间同步方法无法满足目前对于同步精度的要求。为了解决上述问题,采用网络时间协议NTP进行铁路TDCS/CTC系统的时间同步,但网络发生拥挤时,会影响同步精度。为了更精确地同步系统时间,保证行车安全,并使列车在速度进一步提高时,仍能满足时间同步的精度要求,本文提出一种改进型NTP协议,对协议的算法进行仿真分析。仿真结果表明该算法能够有效提高时间同步精度。     

奇异摄动磁悬浮车轨耦合系统的精确积分流形控制设计

针对具有奇异摄动特性的磁悬浮车轨耦合系统,利用几何方法设计了能够精确跟踪设计流形的复合控制算法。给出了基于弹性轨道的磁悬浮车轨耦合系统模型,说明电磁线圈电感导致的系统奇异摄动特性。介绍了精确设计流形算法的具体步骤,并以线性流形为例,给出了基于快慢结合的磁悬浮车轨耦合系统复合控制算法的设计过程。仿真结果说明该算法能够保证系统慢流形最终无误差跟踪线性设计流形,并实现车辆结构与轨道的单向解耦。该算法可以进一步推广到其他各种设计流形,从而提高磁悬浮系统的稳定性与抗干扰性。     

DK-2型机车电空制动机与Locotrol同步控制设备通信装置的研究

文章对具有同步RS422、USART、CAN、MVB接口的通讯装置进行了设计介绍,该装置解决了机车制动机与Locotrol同步控制设备的数据交换问题,满足了DK-2型机车电空制动机无线重联同步控制的应用要求。     

机车车辆静态限界非接触式自动测量系统

针对接触式铁路机车车辆静态限界规存在测量精度控制较难、操作复杂、效率低等问题,基于激光测距传感器和以PLC为主控单元,并结合测量计算机,研制机车车辆非接触式静态限界自动测量系统。在车辆的4个侧面分别布置激光测距传感器,传感器以电机传动的方式实现对机车车辆整个横截面的自动扫描测量;借助激光跟踪仪测量精密靶标,建立轨道中心坐标系;通过系统校准,消除误差,融合所有传感器的测量数据,求出截面各部分到限界的尺寸,完成静态限界测量。经现场实验验证,系统的测量精度达到0.5mm,实现了测量的高度自动化,很好地满足了机车车辆静态限界测量的要求。     

地铁新型车载式供电接触轨几何参数检测装置的研究及应用

目的：为确保接触轨供电系统安全服役，指导运营养护维修，特提出一种地铁新型车载式供电接触轨几何参数检测装置。方法：详细阐述其定义、组成、检测原理、软件功能等，并验证检测装置的精度和现场实际应用情况。通过长期跟踪试验和大量的数据分析，验证供电接触轨检测装置的实际应用精度，具体采用检测车以30 km/h速度往返检测2遍，以采集接触轨的几何参数数据，利用分析程序导出4次检测数据，提取定位点支柱处工作高度和偏移值，同时人工测量该段数据，进行包括接触轨工作高度、偏移值的准确度动静态对比和检测系统本身重复性误差对比。结果及结论：动静态对比50个定位点测量值，其中：48个工作高度测量值动静态误差在±2 mm以内的占比96%,仅2个工作高度测量值动静态误差在±3 mm以外(占比4%),精度满足标准要求；50个偏移值动静态误差均在±2 mm内，占比100%,满足要求。对比50个定位点4次测量值，工作高度重复性误差在±2 mm以内，占比96%,满足精度要求；偏移值重复性误差在±2 mm以内，占比99%,满足精度要求。地铁新型车载式供电接触轨几何参数检测装置在6条正线接触轨上已正常运用近1年半，约完成130次...     

强风下高速列车滑膜自适应鲁棒H_∞控制方法

大风环境下高速列车的运行是一个强耦合、高度非线性过程,且随着风速增大和车速增加,这种特性逐渐增强,因此需要更高要求的自动驾驶系统。基于李亚普诺夫稳定性理论设计高速列车自动驾驶滑模自适应鲁棒控制器,该控制器采用自适应控制实时逼近列车不确定性特征的系统输入系数,采用鲁棒H∞控制将自动驾驶系统中模型误差、大风和其他干扰造成的参数变化等所有不确定量减小到最小范围,同时也消除了系统抖振现象。计算出高速列车需要施加的牵引/制动力,通过滑模控制消除系统安全运行速度跟踪误差,实现不同风速下高速列车对给定安全运行速度的高精度跟踪。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于PTP协议的铁路时间同步网络同步技术研究

由于列车运行速度不断提高,列车的安全问题变得尤为重要。时间同步技术的引入可以帮助铁路各系统通过对时间的监测定位到故障的发生点和各事件的启动顺序。针对铁路系统内部信息传输量大、状态改变快等特点,只有各系统之间实现时间同步,并满足一定的时钟同步精度,从而才能提高系统的联动能力。为了提高铁路系统的时间同步精度,提出精准时间同步协议(PTP)在铁路时间同步网中的应用,并在OPNET仿真中搭建铁路时间同步网网络模型,仿真结果验证了应用PTP协议的铁路时间同步网时间同步精度可达到微妙级。结果表明:应用PTP协议对铁路时间同步网建设和时间同步精度提高起着重要作用。     

基于模糊PID的双注浆泵同步系统的仿真与研究

针对传统双注浆泵同步系统中同步精度难以保证的问题,提出了基于模糊PID控制的双注浆泵同步系统。利用电液比例阀控制液压缸,液压缸活塞杆直接控制注浆泵活塞,因此,可以通过控制液压缸活塞杆位移,保证注浆泵活塞位移同步,从而使双注浆泵的进料与出料过程同步。采用AMESim/Simulink对该系统进行联合仿真,并进行了实验验证,与传统无模糊PID控制该系统的结果对比,结果表明,模糊PID控制可以有效改善同步注浆系统的控制精度。     

EMS型磁浮列车模块的运动耦合研究

EMS型低速磁浮列车通常采用模块化的转向架结构,模块是集悬浮、导向和牵引功能于一身的基本功能单元.模块内部的2个悬浮端通过刚体连接,导致两端的运动状态互相耦合.常用的处理方法是将这种耦合作为系统的外部干扰,通过提高系统的鲁棒性加以抑制.本文从机械运动的角度,研究了EMS型低速磁浮列车模块的耦合问题,提出通过解耦算法实现2个悬浮端之间的运动解耦.首先在对物理模型进行合理简化和假设的基础上,建立了模块悬浮系统的数学模型,并以此为基础分析了模块运动耦合的本质,然后提出了通过反馈线性化方法实现模块运动电气解耦的方案.仿真结果表明,模块的运动耦合对悬浮系统动态特性具有显著的影响,本文提出的解耦方案可有效地解决耦合问题,简化悬浮控制器的设计,提高悬浮系统的性能.     

时空混沌系统中有偏反相同步研究

分析了基于耦合映象格子时空混沌系统的同步问题，首次发现了耦合映象格子中存在的有偏反相同步现象，并利用单向耦合单峰格子进行了讨论。研究结果表明，在系统参数满足一定条件下，耦合映象格子在实现同相同步的同时，还可实现有偏反相同步。这一结论可应用于混沌键控系统，并能增强系统的保密性。     

一种准确检测直线同步电机动子位置的方法

论述了利用长定子同步电机的齿槽检测信号与线性插值法结合来提高直线同步电机动子位置检测精度的方法。分析了这种方法的误差,给出了实现线性插值的2种算法、实现的方案、仿真与实验结果。     

高速列车撞击盾构隧道的混合多尺度动力分析模型

列车脱轨会对隧道结构产生重大损害,为此提出一种在保证计算精度的前提下能大幅度提高计算效率的列车撞击盾构隧道混合多尺度动力分析模型,以降低列车脱轨事故的潜在风险。首先,建立考虑管片接头效应的常规非多尺度模型及2种单一多尺度模型（同类型单元粗细网格耦合多尺度模型和不同类型单元壳-体耦合多尺度模型）,通过3种模型的管片静力学试验结果对比分析,验证2种单一多尺度模型的适用性;然后,将2种单一多尺度模型结合成混合多尺度模型,应用于列车撞击盾构隧道动力分析中,并与采用常规非多尺度模型的计算结果进行对比。结果表明：在静力荷载下,2种单一多尺度模型在位移、应力及损伤面积的分布规律上与常规非多尺度模型一致,计算值误差均在3.5%以内,且计算时间缩短了50%左右;在撞击荷载下,混合多尺度模型与常规非多尺度模型计算所得的管片位移和拉压损伤发展规律一致,但混合多尺度模型计算数值偏大,除拉伸损伤面积误差为8.56%外,其余结果误差均在5%以内;混合多尺度模型在保证计算精度的前提下,将计算时间缩减了62.4%,为类似问题提供了更为高效的解决方案。     

基于滑模自适应鲁棒控制的城市轨道交通列车电空制动控制策略研究

针对城市轨道交通列车电空制动系统控制过程中外界干扰、执行机构时滞、基本阻力不确定等特性造成ATO(列车自动运行)系统速度跟踪及停车不准问题,根据李雅普诺夫稳定性理论提出一种基于SMARC(滑模自适应鲁棒控制)的城市轨道交通列车电空制动控制策略,设计城市轨道交通列车ATO系统基于SMARC的制动控制器。通过鲁棒控制将系统模型中非线性、输入时滞和外界扰动等所有不确定量减小到最小范围,同时也削弱了滑模控制器的抖振现象,增强了控制器的鲁棒性;进一步采用滑模控制减小列车制动过程中速度跟踪误差和减速度误差,从而获得较高的停车精度。仿真结果表明,基于SMARC的制动控制器的控制能完全满足城市轨道交通列车制动要求。