城轨牵引变流器自主化设计与研制

通过对DC 750V城轨牵引变流器的主电路设计,完成了IGBT及散热功率的参数计算和选型;设计和开发了变流器核心部件牵引控制单元,提出了控制单元硬件设计架构和功能,同时对软件设计及开发平台进行介绍。自主开发研制的牵引变流器在交流传动国家重点试验室完成了地面组合试验,并通过了型式试验。     

动车组制动控制系统半实物仿真平台的设计与实现

为了给实际动车组制动控制系统的研发和技术改进提供测试和验证平台,在对制动控制系统原理及制动功能分析的基础上,以CRH2动车组中一动一拖基本制动单元为对象,通过分析制动控制装置的输入输出信号,完成了制动控制系统半实物仿真平台硬件系统的设计和构建,以及制动控制相关的所有功能软件的设计;并经过软硬件系统的联合调试,有效实现了列车制动过程的半实物仿真运行。试验结果表明,所设计平台能够模拟实际运行环境,能够准确而较为真实地反映动车组的制动控制性能,达到了预期目标。     

DC1500V辅助变流器IGBT门极驱动电路

从DC1500V辅助变流器的特点出发，针对IGBT门极驱动单元开发过程中的一些问题，提出了行之有效的控制方案，并分析了这种驱动方式的工作原理及特点。试验结果表明，该方案很好地满足了DC1500V辅助变流器的控制要求。     

辅助变流器调试诊断设计

为提升辅助变流器的软件开发、调试效率,快速诊断分析辅助变流器故障,方便快捷更新程序及参数,在辅助变流器控制平台基础上开发了辅助变流器调试诊断软件。系统介绍了辅助变流器调试诊断软件的开发背景、设计思路及功能要点。通过试验验证,证明调试诊断软件设计功能可靠,能够满足目前的应用需求。     

基于CPCI总线的牵引控制单元设计与研制

牵引控制单元(TCU)是中国标准动车组牵引系统的核心关键部件。在分析中国标准动车组牵引控制单元系统功能的基础上,依据顶层设计,完成基于CPCI(Compact Peripheral Component Interconnect)高速数据总线的牵引控制单元硬件平台和软件平台开发与研制。自主研制的牵引控制单元在国家交流传动试验室已完成地面组合型式试验,装载自主研制牵引控制单元的中国标准动车组已在正线载客运行,装车考核状态良好,充分验证了牵引控制单元软硬件平台的可靠性、可用性。     

轨道车辆制动控制单元的仿真技术研究

为提高轨道车辆制动控制单元的开发效率和质量,提出了一种基于仿真技术的制动控制单元一体化设计方法,在介绍制动系统组成及制动控制单元工作原理的基础上,基于该设计方法,实现了制动控制单元及被控对象的仿真建模和离线仿真、制动控制单元的快速控制原型仿真和制动控制单元的硬件在回路仿真,完成了制动控制单元的开发和测试。测试结果表明制动控制单元能满足要求,同时验证了基于仿真技术的设计方法的有效性。     

中频辅助变流器半实物仿真研究

轨道交通车辆使用的中频辅助变流器采用LLC谐振变换器和中频变压器替代传统工频变压器,可提高变流器的开关频率和减小磁性元件的体积与重量.为提高辅助控制单元(ACU)的设计和验证手段,对中频辅助变流器半实物仿真进行研究,建立了中频辅助变流器的电路模型;通过实时仿真系统、信号处理系统、数据采集系统、ACU和上位机搭建了半实物...     

和谐号动车组电子制动控制单元

和谐号动车组均采用微机直通电空制动系统,由电子制动控制单元响应列车控制指令,实现网络通讯、空电复合制动控制、防滑控制、故障诊断和信息存储等所有控制功能。电子制动控制单元由3大技术平台组成：①应用软件平台,基于故障导向安全控制原则设计,实现了制动系统的所有控制策略和逻辑,并具备良好的故障诊断能力,便于进行系统故障定位、维修;②硬件平台,采用基于分布式网络和微机控制的标准化、模块化的智能模块组合而成;③软件开发平台,采用基于V模型的开发流程,实现了从需求定义到最终产品的软件开发。     

基于RCP的动车组制动系统电空转换单元控制仿真研究

由2个高速开关电磁阀和1个压力传感器构成的电空转换单元,是制动系统的核心部件之一,其控制策略直接关系到制动系统所施加制动力的精度,现在介绍电空转换单元的工作原理、影响因素的基础上,采用快速控制原型设计方法,针对该单元提出了一种有效的控制策略,为了使电磁阀能够对系统进行连续的调节,采用脉宽调制方式驱动阀,根据阀的占空比死区特性和系统的负压效应,对传统PID调节器进行改进,并在基于MicroAutoBox的半实物仿真平台上进行了在线实时仿真,结果表明,该控制策略能保证电空转换单元的转换精度和反应速度。     

电动汽车用整车控制单元平台设计与开发

针对电动汽车种类繁多、对整车控制功能需求各异、缺乏整车控制单元平台的现状,在对电动汽车控制功能进行深入分析的基础上,以32位汽车级芯片和扭矩控制为核心,设计开发了电动汽车整车控制单元软件和硬件平台,大大提高了电动汽车整车控制单元的开发效率。     

无线移动式单车试验系统的研制

介绍了采用无线电台作为数据传输媒体的可移动的单车试验系统的设计方法，功能、系统控制以及结果输出等方面的特点，本系统由一个数据处理中心和多个可移动的试验单元组成，各单元之间通过无线通讯实现数据的传输。     

基于多核协作式控制器架构的地铁列车牵引多模式控制策略

对于地铁列车牵引时采用架控、制动时采用车控的多模式牵引系统控制方式,在分析控制原理、电气拓扑和新型DCU(驱动控制单元)架构的基础上,提出了基于功能归类的信号控制流控制方法和跟随式下垂算法,实现了架控下的控制解耦和车控下的协调耦合,为基于多核分布式架构的DCU牵引算法软件、逻辑软件、功能及保护软件的设计提供参考.     

基于多核协作式控制器架构的地铁列车牵引多模式控制策略

对于地铁列车牵引时采用架控、制动时采用车控的多模式牵引系统控制方式,在分析控制原理、电气拓扑和新型DCU(驱动控制单元)架构的基础上,提出了基于功能归类的信号控制流控制方法和跟随式下垂算法,实现了架控下的控制解耦和车控下的协调耦合,为基于多核分布式架构的DCU牵引算法软件、逻辑软件、功能及保护软件的设计提供参考.     

高速动车组制动系统电气仿真设计平台

制动系统是高速动车组九大关键技术之一,是一个充分考虑安全并具有丰富控制和诊断策略的系统。对于高速动车组制动系统的电气开发,传统的开发模式已经无法满足需求,必须以系统级的设计理念为基础,为此构建了基于V模型的电气仿真设计平台。应用该平台可以解决在传统的控制系统设计中所遇到的各种问题,包括从系统设计到控制、算法、数据的可视化,再到控制系统的实现与在线监测与维护管理等系统开发全过程。     

基于转向架控制的地铁车辆制动控制系统开发

城市轨道交通车辆制动控制策略管理是车辆网络控制的重点和难点。介绍了基于系统工程的车辆制动控制系统开发流程。转向架控制的地铁车辆制动控制系统开发基于模型的系统工程、V模式开发以及AUTOSAR架构等技术,并利用AMESim等软件进行建模仿真。开发了用于制动控制单元测试的半实物仿真试验台,有效地缩短了验证周期。     

CRH3型动车组辅助变流器半实物仿真系统

基于对CRH3型动车组辅助变流器电路结构、控制器K1及其接口的分析,采用的模拟方案有:使用电磁继电器模拟接触器的闭合和关断;使用常闭按钮开关模拟熔断器、主风扇M30和变压器超温保护的反馈触点;采用反相器将IGBT的控制信号取反,以模拟IGBT的反馈信号;设置2个可调电阻用以模拟功率模块进风口和出风口的PT100温度传感器,并通过调节电流实现对主风扇M30的控制。采用Matlab软件的Simulink工具箱建立辅助变流器半实物仿真系统主电路的仿真模型,在Matlab软件的实时开发环境(Real-Time Win-dows Target,RTW)模块中经过模型分析、代码转换、程序生成并运行联编文件等步骤,获取该模型的可执行文件。运行该可执行文件,通过选择外部模式、构造、连接目标机、运行等步骤,再打开控制器K1,实现半实物仿真系统和控制器的协同工作。使用Visual Basic软件开发该仿真模型的人机界面。实践证明,这一方式完全能满足设计需求,同时又具有较高的性价比。该辅助变流器半实物仿真系统已经成为辅助变流器国产化设计的重要工具。     

一种城轨车辆牵引变流器控制单元的硬件设计

为满足城轨车辆部件轻量化、小型化、集成化的要求,通过对城轨车辆牵引变流器的功能进行分析,明确了牵引变流器控制单元应具备系统级和逆变器级控制、通讯、信号处理和故障诊断等功能,从而提出以控制系统模块、数据处理和监控模块、信号处理模块组成的紧凑型牵引控制单元架构。在硬件设计中,采用微控制单元(MCU)完成系统级控制;采用数字信号处理器(DSP)完成逆变器级控制;采用可编程逻辑器件(FPGA)作为MCU和DSP的协处理器,并负责所有对外部电路的接口;采用开关量处理电路、模拟量采集和处理电路、脉冲输出及反馈处理电路,对牵引变流器的各类型信号进行处理,完成控制系统模块指令的输出和系统状态的采集。通过型式试验和牵引系统地面联调试验,验证了牵引变流器控制单元的性能符合设计要求,适用于集成度较高、空间相对紧张的场合。     

电动车组辅助逆变电源并联运行控制研究

根据电动车组辅助电源在线冗余供电方式的特点,研究辅助电源控制方法,并对辅助电源并联运行控制过程进行仿真分析。提出用1个辅助供电单元作为主控单元对电压进行控制,以保证母线电压的稳定;其他供电单元则通过网络得到主控单元给出的电压值,以保证所有供电单元输出的电压幅值一致;采用频率下垂控制方式对相位进行控制。按照提出的控制方法建立逆变电源并联运行仿真模型,采用层次化结构和自顶向下的方法,对逆变电源并联运行的并网和负载变化过程进行仿真,仿真结果和试验结果的对比分析表明,提出的控制方法简洁、合理,能够满足实际车载辅助电源的控制要求。     

动车组防滑系统硬件在环仿真测试研究

为提高动车组防滑系统的设计与验证效率,运用硬件在环仿真技术,提出一种基于测试环境仿真建模模拟的防滑系统半实物仿真测试方法。在介绍防滑系统工作原理的基础上,建立了气路控制单元、车辆动力学及轮轨粘着等防滑测试环境仿真模型,完成了防滑系统硬件在环仿真测试平台的搭建,开展了动车组防滑系统仿真测试,并将结果与线路测试结果对比分析,证明了防滑系统硬件在环仿真测试平台的测试有效性,该平台的有效性评价指标均满足行业标准要求。     

和谐型电力机车DC 600V供电装置性能测试系统设计

为准确检测和谐型电力机车DC 600 V供电装置的各项性能,提高测试效率,基于阻感性负载试验原理,设计一种适用于和谐型电力机车DC 600 V供电装置性能检测的自动化试验系统,采用LabVIEW平台开发测试系统的应用软件,通过TestSand软件对试验过程进行序列化管理,并应用试验系统,对空载和满载工况下DC 600 ...