一种用于动车组的快速粘着控制方法

一种用于动车组的快速粘着控制方法专利01专利背景附图说明发明内容技术领域目录03020405权利要求荣誉表彰实施方式目录0706基本信息《一种用于动车组的快速粘着控制方法》是株洲南车时代电气股份有限公司于2014年02月27日申请的发明专利，该专利的公布号为：CNA，专利公布日：2014年05月28日，发明人是：尚敬；李小平；刘可安；李江红；胡云卿；喻励志。《一种用于动车组的快速粘着控制方法》其步骤为：（1）根据动车组自身设计参数和轨面综合状况来设置轮对加速度门限值aP；（2）根据动车组的反馈信号计算当前的轮对加速度值a（t）；（3）比较当前的轮对加速度值a（t）和轮对加速度门限值aP，如果当前的轮对加速度值a（t）超过了aP就认为该轮对出现了空转现象，此时基于抛物线插值原理进行电机转矩减载，同时通知司机室出现了空转现象；在电机转矩减载过程中，如果轮对加速度值a（t）降为0，则认为轮轨间的粘着状态已经恢复，此时基于动态优化原理进行电机转矩恢复，直到动车组前进速度达到司机指定的行驶速度。《一种用于动车组的快速粘着控制方法》能够恰当地减载电机转矩以消除空转现象、并快速恢复轮轨间的良好粘着状态等优点。2020年7月14日，《一种用于动车组的快速粘着控制方法》获得第二十一届中国专利金奖。（概述图为《一种用于动车组的快速粘着控制方法》摘要附图）专利背景专利背景动车组为人们带来了快捷舒适的出行方式，使得城市与城市之间、人与人之间的交流更为紧密。动车组轮对与钢轨之间的粘着力是动车组前进的直接驱动力，粘着力控制是动车组牵引控制系统的重要组成部分。粘着力控制是指：在轨面状况变化不定的情况下（如雨、雪天气造成的轨面积水、结冰等），通过对电机速度、电机转矩等信息的采集和处理，结合司机指令向电机控制器发出恰当的电机转矩指令，使动车组发挥当前轮轨间所允许的最大粘着力。动车组处于牵引工况时，如果电机转矩超过当前轮轨间所允许的最大粘着力就会发生轮对空转现象，造成严重的轮轨擦伤。有研究者也提出过一些粘着力控制的方案，例如：基于转速控制的机车防空转滑行方法、电力机车粘着力控制方法及装置等，然而这些粘着力控制方法都未针对动车组的高速特征考虑精细的电机转矩减载和电机转矩恢复策略，其结果是动车组未完全发挥出最大粘着力，所造成的牵引力损失对动车组本身的动力性能、定速巡航功能，以及高速铁路的调度规划等方面都产生了负面影响

。发明内容发明内容《一种用于动车组的快速粘着控制方法》要解决的技术问题就在于：针对2014年技术存在的技术问题，结合动车组的高速特征，《一种用于动车组的快速粘着控制方法》基于动态优化原理和抛物线插值原理，提供一种能够恰当地减载电机转矩以消除空转现象、并快速恢复轮轨间良好粘着状态的快速粘着控制方法。为解决上述技术问题，《一种用于动车组的快速粘着控制方法》采用以下技术方案：一种用于动车组的快速粘着控制方法，其特征在于，步骤为：（1）根据动车组自身设计参数和轨面综合状况来设置轮对加速度门限值aP；（2）根据动车组的反馈信号计算当前的轮对加速度值a（t）；（3）比较当前的轮对加速度值a（t）和轮对加速度门限值aP，如果当前的轮对加速度值a（t）超过了aP就认为该轮对出现了空转现象，此时将进行电机转矩减载，同时通知司机室出现了空转现象；在电机转矩减载过程中，如果轮对加速度值a（t）降为0，则认为轮轨间的粘着状态已经恢复，此时进行电机转矩恢复，直到动车组前进速度达到司机指定的行驶速度。附图说明附图说明图1是《一种用于动车组的快速粘着控制方法》在具体应用后所形成的快速粘着力控制系统的框架原理图。图2是《一种用于动车组的快速粘着控制方法》中电机转矩减载策略的原理示意图。图3是《一种用于动车组的快速粘着控制方法》电机转矩指令恢复策略的算法流程图。图4是阶段III的电机转矩指令恢复策略的原理示意图

。技术领域技术领域《一种用于动车组的快速粘着控制方法》主要涉及到动车组牵引传动系统的控制技术领域，特指一种适用于动车组的快速粘着控制方法

。权利要求权利要求1.一种用于动车组的快速粘着控制方法，其特征在于，步骤为：（1）根据动车组自身设计参数和轨面综合状况来设置轮对加速度门限值aP；（2）根据动车组的反馈信号计算当前的轮对加速度值a（t）；（3）比较当前的轮对加速度值a（t）和轮对加速度门限值aP，如果当前的轮对加速度值a（t）超过了aP就认为该轮对出现了空转现象，此时将进行电机转矩减载，同时通知司机室出现了空转现象；在电机转矩减载过程中，如果轮对加速度值a（t）降为0，则认为轮轨间的粘着状态已经恢复，此时进行电机转矩恢复，直到动车组前进速度达到司机指定的行驶速度。2.根据权利要求1所述的用于动车组的快速粘着控制方法，其特征在于，所述步骤（2）中的反馈信号包括电机转速信号、电机转矩信号以及司机指定的动车组行驶速度；所述电机转速信号由安装在电机轴端的速度传感器提供，所述电机转矩信号由电机控制器提供的，所述司机指定的动车组行驶速度由列车通信络直接从司机室传递到粘着力控制系统。3.实施方式实施方式《一种用于动车组的快速粘着控制方法》的一种用于动车组的快速粘着控制方法，其步骤为：（1）根据动车组自身设计参数和轨面综合状况来设置轮对加速度门限值aP；（2）根据动车组的反馈信号计算当前的轮对加速度值a（t）；（3）比较当前的轮对加速度值a（t）和轮对加速度门限值aP，如果当前的轮对加速度值a（t）超过了aP就认为该轮对出现了空转现象，此时基于抛物线插值原理进行电机转矩减载，同时通知司机室出现了空转现象；在电机转矩减载过程中，如果轮对加速度值a（t）降为0，则认为轮轨间的粘着状态已经恢复，此时基于动态优化原理进行电机转矩恢复，直到动车组前进速度达到司机指定的行驶速度。如图1所示，为《一种用于动车组的快速粘着控制方法》用于动车组的快速粘着控制方法在具体应用后所形成的快速粘着力控制系统的控制框架原理示意图。其中，输入信号包括电机转速信号、电机转矩信号以及司机指定的动车组行驶速度。电机转速信号由安装在电机轴端的速度传感器提供，电机转矩信号由电机控制器提供的，司机指定的动车组行驶速度由列车通信络直接从司机室传递到粘着力控制系统。其输出信号为电机转矩指令。在实施方面，所述快速粘着力控制系统采用型号为