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基于滑模观测器的半主动悬架滑模容错控制
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作者 何静 黄健涛 贾林 《湖南工业大学学报》 2025年第4期48-56,共9页
针对高速列车半主动悬架系统的执行器部件容易产生故障问题,提出了一种基于观测器的积分滑模容错控制方法。首先,构建了考虑执行器故障的高速列车非线性动力学模型,再对系统状态方程进行降阶处理,设计了滑模观测器对执行器故障值进行实... 针对高速列车半主动悬架系统的执行器部件容易产生故障问题,提出了一种基于观测器的积分滑模容错控制方法。首先,构建了考虑执行器故障的高速列车非线性动力学模型,再对系统状态方程进行降阶处理,设计了滑模观测器对执行器故障值进行实时估计,得出故障表达式;然后,以列车位移偏差为反馈信号设计了相应的积分滑模容错控制器,计算得出保持悬架稳定的输出阻尼力,结合李雅谱诺夫稳定性理论对滑模容错控制器稳定性进行分析;最后,通过仿真及实验验证所设计观测器的跟踪精度在故障发生后0.5 s内达93%左右,且与传统PID控制算法对比,ICSMC控制算法能使各状态变量更快稳定至零域附近,保证列车以稳定的姿态运行。 展开更多
关键词 高速列车 姿态控制 执行器乘性故障 滑模观测器 积分滑模控制器
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基于联合仿真模型的电力机车曲线黏着利用研究 被引量:1
2
作者 孙林平 杨忠良 +2 位作者 马卫华 罗世辉 王波 《铁道学报》 北大核心 2025年第8期36-44,共9页
黏着是摩擦的表现形式之一,是轮轨传递牵引力的基本前提。为了分析机车车辆在曲线运行时的黏着利用问题,建立机车车辆-黏着控制的联合仿真模型。理论阐释机车曲线通过时的“曲线黏降”现象,通过联合仿真模型对机车曲线黏着利用展开定性... 黏着是摩擦的表现形式之一,是轮轨传递牵引力的基本前提。为了分析机车车辆在曲线运行时的黏着利用问题,建立机车车辆-黏着控制的联合仿真模型。理论阐释机车曲线通过时的“曲线黏降”现象,通过联合仿真模型对机车曲线黏着利用展开定性分析,分析曲线半径、蠕滑率阈值、曲线通过速度、曲线超高、坡道等对曲线黏着利用的影响。研究结果表明:启动工况下,导向轮对内轮的黏着利用率始终高于外轮,曲线半径(R<900 m)对黏着利用影响较为明显,黏着控制中蠕滑率阈值的增加会提升黏着利用率;曲线通过工况时,速度对黏着利用的影响在大曲线半径(R=1200 m)、小曲线半径(R=300 m)上差异较大,曲线超高对内、外轮黏着利用的影响刚好相反,上坡道曲线牵引时黏着利用则会进一步下降。 展开更多
关键词 联合仿真模型 电力机车 黏着控制 黏着利用 蠕滑率阈值
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基于SHEPWM的多模式调制切换策略研究 被引量:23
3
作者 周明磊 李强 +2 位作者 游小杰 王琛琛 王剑 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期34-39,共6页
以大功率电力机车牵引传动系统为背景,针对其逆变器开关频率最大值较低的特点,采用一种基于SHEPWM的多模式调制策略以实现牵引电机在速度全程范围的平滑运行。在综合考虑SHEPWM的实现方法、分析输出电压的谐波成分及电流特性的基础上,... 以大功率电力机车牵引传动系统为背景,针对其逆变器开关频率最大值较低的特点,采用一种基于SHEPWM的多模式调制策略以实现牵引电机在速度全程范围的平滑运行。在综合考虑SHEPWM的实现方法、分析输出电压的谐波成分及电流特性的基础上,对不同调制方式间或相同调制方式的不同载波比之间的切换策略进行深入研究,提出一种基于SHEPWM的三相电压同时切换策略,使控制牵引电机切换的算法显著简化。最后,通过仿真和实验验证切换策略。 展开更多
关键词 低开关频率 多模式调制 特定次谐波消除 切换策略
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特定次谐波消除调制方式的谐波特性分析 被引量:40
4
作者 周明磊 游小杰 +1 位作者 王琛琛 李强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期11-20,共10页
在电力机车牵引传动系统中,受到最高开关频率以及输出电压、电流谐波性能的限制,无论是牵引逆变器还是辅助逆变器都广泛地采用特定次谐波消除调制方式(SHEPWM),以消除低次谐波。本文中对不同开关角分布下的SHEPWM在消除低次谐波后,高次... 在电力机车牵引传动系统中,受到最高开关频率以及输出电压、电流谐波性能的限制,无论是牵引逆变器还是辅助逆变器都广泛地采用特定次谐波消除调制方式(SHEPWM),以消除低次谐波。本文中对不同开关角分布下的SHEPWM在消除低次谐波后,高次电压谐波幅值随调制比的变化规律进行了分析,并以异步电机为例,对感性负载条件下的电流谐波以及引起的转矩脉动等都进行了详细的量化研究,从而可以更加准确地衡量SHEPWM的性能指标,并对相关采用SHEPWM的应用领域中滤波器的设计等问题提供参考依据。 展开更多
关键词 低开关频率 特定次谐波消除 谐波分析 转矩脉动
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基于交流电机定子磁链的CHMPWM切换策略 被引量:13
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作者 周明磊 王琛琛 游小杰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第14期3955-3963,共9页
在电力机车牵引逆变器等大功率传动系统中,受到最高开关频率以及输出电压、电流谐波性能的限制,通常需要采用特殊的优化脉宽调制策略。其中,电流谐波最小PWM(current harmonic minimum PWM,CHMPWM)得益于其谐波电流最优的特点,可以使电... 在电力机车牵引逆变器等大功率传动系统中,受到最高开关频率以及输出电压、电流谐波性能的限制,通常需要采用特殊的优化脉宽调制策略。其中,电流谐波最小PWM(current harmonic minimum PWM,CHMPWM)得益于其谐波电流最优的特点,可以使电机控制性能,转矩脉动,谐波损耗等都得到间接优化,受到越来越多的关注。文中在计算得到不同开关角个数下CHMPWM的开关角分布后,对CHMPWM下异步牵引电机的定子磁链轨迹在不同开关角个数下随调制比的变化规律进行分析,以此为基础,提出一种基于定子磁链轨迹的CHMPWM在不同开关角个数和开关角区段之间进行切换的策略。该切换策略不需要对切换前后谐波电流进行复杂的理论分析,实现简单。仿真和实验结果都证明了该切换策略的有效性。 展开更多
关键词 脉宽调制 电流谐波最小 定子磁链 切换策略
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电力机车牵引电机在方波下的控制策略 被引量:10
6
作者 周明磊 游小杰 王琛琛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期155-162,169,共9页
在大功率交流电力机车牵引传动系统中,牵引电机在进入弱磁区之后通常要进入方波工况。方波下电机电压失去调节能力,使传统的矢量控制算法失效。本文中提出了一种基于电流开环控制的改进型矢量控制策略,使牵引电机在方波下仍然能够进行... 在大功率交流电力机车牵引传动系统中,牵引电机在进入弱磁区之后通常要进入方波工况。方波下电机电压失去调节能力,使传统的矢量控制算法失效。本文中提出了一种基于电流开环控制的改进型矢量控制策略,使牵引电机在方波下仍然能够进行矢量控制;同时采用了一种改进型的电压控制器,保证了电机在弱磁区全速度范围内的最大转矩输出。最后利用电流开环控制的特点,提出了一种基于q轴电流误差的磁场定向校正策略,保证了方波下磁场定向角度的准确。仿真和实验结果证明了整个控制策略的有效性。 展开更多
关键词 异步牵引电机 方波 矢量控制 弱磁 最大转矩控制 磁场定向校正
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考虑液体纵向冲动的货运机车自动驾驶系统研究 被引量:1
7
作者 滕泽旭 车军 刘康林 《科技与创新》 2025年第1期102-104,共3页
针对货运列车运载罐车在停车制动时产生的液体冲击导致的列车冲动、监控仪卸载等问题,以HXD1C牵引3编组GQ70罐车进行动力学建模,并对3编组GQ70罐车进行COMSOL建模,分析其液体冲击力,在此基础上借助模糊PID控制器实现对速度误差和速度变... 针对货运列车运载罐车在停车制动时产生的液体冲击导致的列车冲动、监控仪卸载等问题,以HXD1C牵引3编组GQ70罐车进行动力学建模,并对3编组GQ70罐车进行COMSOL建模,分析其液体冲击力,在此基础上借助模糊PID控制器实现对速度误差和速度变化率的控制。选用兰新铁路某站实际站线进行仿真研究,结果表明,在将制动过程中产生的液体冲击力考虑在内并进行合理分析和模糊PID控制后,货运机车自动驾驶系统可以操控机车实现安全、精准及平稳停车。 展开更多
关键词 自动驾驶系统 液体冲击 模糊PID控制 停车制动
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车轮扁疤对工矿机车系统动态响应特性研究
8
作者 张巧 王志晓 魏晓娅 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第5期360-365,372,共7页
车轮扁疤的存在将在轮轨接触面产生较大的冲击力,进而影响工矿机车及基础设施的疲劳故障。基于此,本研究建立了电气传动子系统和机械传动子系统的机车-轨道耦合动力学模型,分析了在不同尺寸车轮扁疤作用下工矿机车各部件的动态响应和牵... 车轮扁疤的存在将在轮轨接触面产生较大的冲击力,进而影响工矿机车及基础设施的疲劳故障。基于此,本研究建立了电气传动子系统和机械传动子系统的机车-轨道耦合动力学模型,分析了在不同尺寸车轮扁疤作用下工矿机车各部件的动态响应和牵引电机的电流信号。结果表明,车轮扁疤将增加轮轨接触力的垂向振动加速度,但当机车车轮扁疤的长度较小时,其对其他组件的振动加速度几乎没有影响,通过对牵引电机电流的频谱分析可以检测到车轮扁疤的影响,有助于及时诊断车轮扁疤故障的存在。 展开更多
关键词 车轮扁疤 机电耦合模型 动态响应特性 频谱分析
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基于模型系统工程的旅客信息系统正向设计
9
作者 陈光东 刘潇潇 《科技与创新》 2025年第1期111-113,共3页
对于动车组旅客信息系统(Passenger Information System,PIS)设计,传统文档驱动对功能、数据、关系的描述异常烦琐,增大了系统设计的协调工作量。因此,本研究采纳了基于模型的系统工程(Model-Based Systems Engineering,MBSE)技术,通过... 对于动车组旅客信息系统(Passenger Information System,PIS)设计,传统文档驱动对功能、数据、关系的描述异常烦琐,增大了系统设计的协调工作量。因此,本研究采纳了基于模型的系统工程(Model-Based Systems Engineering,MBSE)技术,通过创建动车组PIS系统的需求、功能和架构模型来实现系统设计,最后采用三维软件研究广播对旅客听觉舒适度的影响,验证结果是否满足设计需求,形成设计闭环。 展开更多
关键词 基于模型的系统工程 PIS系统 性能场景验证 声衰减
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一种适合城市轨道交通列车通过第三轨断电区的牵引与辅助系统
10
作者 崔杰 田庆 +3 位作者 韩庆军 张坤 陈波 刘海涛 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第11期152-156,共5页
[目的]传统第三轨受流轨道交通车辆在通过断电区时,高压母线可能导致断电区意外带电,存在安全隐患。因此,有必要设计一种新型的牵引与辅助系统,解决第三轨断电区通过高压母线意外得电的风险,同时提高辅助系统可用性,降低车辆配置成本。... [目的]传统第三轨受流轨道交通车辆在通过断电区时,高压母线可能导致断电区意外带电,存在安全隐患。因此,有必要设计一种新型的牵引与辅助系统,解决第三轨断电区通过高压母线意外得电的风险,同时提高辅助系统可用性,降低车辆配置成本。[方法]提出了一种新型的牵引与辅助系统方案,该方案取消了传统设计中的高压母线,避免第三轨断电区意外得电的风险;采用轨道间隙探测电流传感器来探测第三轨断电区,当列车进入断电区时,牵引电机作为发电机将动能转换为电能,通过一条馈线为辅助逆变器提供电能,从而解决了辅助逆变器在列车通过断电区时不能正常工作的问题。[结果及结论]新型牵引与辅助系统方案可以通过对列车传统电路进行简易改造实现,通过取消高压母线,彻底消除第三轨断电区意外得电的安全隐患,保障运营和检修人员安全;同时辅助逆变器在断电区可正常持续工作,避免了传统方案中因断电导致的系统关断问题,提高了辅助系统的可用性,降低了车辆的配置成本。 展开更多
关键词 城市轨道交通 列车 牵引与辅助系统 第三轨断电区
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电力机车牵引传动系统矢量控制 被引量:29
11
作者 周明磊 游小杰 王琛琛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期110-115,129,共7页
以大功率交流传动电力机车为背景,研究了低开关频率下基于多模式同步调制的矢量控制。针对大功率牵引传动系统开关频率低的特点,采用了基于异步调制-同步调制和优化PWM的多模式调制策略。而针对将矢量控制和多模式调制策略结合后的新问... 以大功率交流传动电力机车为背景,研究了低开关频率下基于多模式同步调制的矢量控制。针对大功率牵引传动系统开关频率低的特点,采用了基于异步调制-同步调制和优化PWM的多模式调制策略。而针对将矢量控制和多模式调制策略结合后的新问题,通过相角调节器,以及转子磁链幅值、角度的控制和补偿等方面的研究实现了不同调制策略以及定向不准等情况下电机转矩的精确控制。由于方波工况下电压不能调节,还研究了方波工况下的控制方法。最后通过仿真和实验给予了验证。 展开更多
关键词 电力机车 异步电机 矢量控制 同步调制 方波
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混合动力列车运行控制的研究 被引量:9
12
作者 陈彦秋 张继业 +2 位作者 宋鹏云 王国梁 张克跃 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期22-28,共7页
研究一类基于"电网+蓄电池+超级电容"的新型混合动力列车。首先介绍列车的结构与牵引计算方法,然后给出基于目标速度曲线的列车自动运行控制方法。以此为基础,分析混合动力系统的能量传递关系,提出功率分配策略。为验证所研... 研究一类基于"电网+蓄电池+超级电容"的新型混合动力列车。首先介绍列车的结构与牵引计算方法,然后给出基于目标速度曲线的列车自动运行控制方法。以此为基础,分析混合动力系统的能量传递关系,提出功率分配策略。为验证所研究列车的性能,对该列车在某线路的运行过程进行仿真。仿真结果表明:列车控制系统能够生成目标速度曲线,并控制列车跟踪该曲线自动运行;混合电源功率分配算法能有效分配蓄电池与超级电容的输出功率;采用回收制动能量与站台充电的方案,该列车能够在全线(除站台以外)不架设接触网的情况下驶完某全长为10km设有6个车站的线路。 展开更多
关键词 混合动力列车 运行控制 蓄电池 超级电容 功率分配
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大功率交流电力机车脉宽调制方法 被引量:30
13
作者 王琛琛 周明磊 游小杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期173-178,共6页
针对大功率交流传动电力机车最高开关频率比较低的特点,研究了其在整个速度范围内的调制策略,在低载波比条件下研究并分析了一种中间60°调制方案,在此基础上分析了在不同调制方法和不同载波比之间切换的原则,实现了异步调制、普通... 针对大功率交流传动电力机车最高开关频率比较低的特点,研究了其在整个速度范围内的调制策略,在低载波比条件下研究并分析了一种中间60°调制方案,在此基础上分析了在不同调制方法和不同载波比之间切换的原则,实现了异步调制、普通同步调制、中间60°调制以及方波之间的平滑切换,最后通过仿真和实验给予了验证。 展开更多
关键词 大功率交流电力机车 低开关频率 脉宽调制 中间60°调制
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电力机车用110V大功率高频开关电源电磁兼容性 被引量:8
14
作者 陈特放 刘骞 +2 位作者 余明扬 唐建湘 樊晓平 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期100-105,共6页
针对新开发的全桥型电力机车用110V高频开关控制电源,建立IGBT的模型,用以模拟开关过程中所用IGBT反向恢复过程。通过建立各无源元件的高频模型,提取出其寄生参数。在Saber仿真环境中建立传导噪声仿真模型,解决电磁干扰问题。通过在Cand... 针对新开发的全桥型电力机车用110V高频开关控制电源,建立IGBT的模型,用以模拟开关过程中所用IGBT反向恢复过程。通过建立各无源元件的高频模型,提取出其寄生参数。在Saber仿真环境中建立传导噪声仿真模型,解决电磁干扰问题。通过在Candence软件中重新提取连接导线的寄生参数进行仿真,得到修改布线后的传导噪声水平。分析认为在较低频段时,差模传导噪声占主导地位;利用滤波、屏蔽等方法和手段能够达到抑制电磁干扰的目的。 展开更多
关键词 电力机车 开关电源 电磁兼容 设备研制
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仿人控制的电力机车自动过分相装置研究 被引量:8
15
作者 郭保青 余祖俊 +1 位作者 许西宁 史红梅 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期20-23,共4页
介绍了一种勿需地面位置感知信号进行控制的电力机车自动过分相方案。它通过隔离 4 85通讯从机车安全信息综合监测装置 TAX箱获取机车的实时运行信息 ,与预先存储的分相点位置信息比较 ,判断机车是否到达分相点。通过对当前级位进行采... 介绍了一种勿需地面位置感知信号进行控制的电力机车自动过分相方案。它通过隔离 4 85通讯从机车安全信息综合监测装置 TAX箱获取机车的实时运行信息 ,与预先存储的分相点位置信息比较 ,判断机车是否到达分相点。通过对当前级位进行采样 ,控制级位的升、降和主断路器的分、合 ,完成机车自动过分相过程。该装置采用仿人控制原理 ,借助于司机的操作经验和决策过程 。 展开更多
关键词 仿人控制 电力机车 自动过分相装置 控制模式
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铁路高速列车网络控制系统及其电磁兼容性研究 被引量:20
16
作者 贺德强 张锐锋 苗剑 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2008年第3期251-255,共5页
概述了目前国内各种高速列车动车组及其列车网络控制系统;介绍了各列车网络控制系统遵循的电磁兼容性标准;针对某一网络控制系统,分析了其主控电路、电源和接地、电缆等方面的电磁兼容性问题;最后,解决了某一实际高速列车车载电磁干扰问题.
关键词 高速列车 网络控制系统 电磁兼容性
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超级电容储能装置容量配置影响因素分析 被引量:10
17
作者 王彬 杨中平 +2 位作者 林飞 史京金 赵炜 《都市快轨交通》 北大核心 2014年第3期18-22,26,共6页
在城轨交通系统中加入超级电容储能装置,可有效抑制列车的再生制动失效问题。为模拟加入储能装置后城轨供电网络的能量流动情况,从全局、动态的角度搭建地面式超级电容储能系统仿真平台,针对国内某地铁线路进行仿真分析,探讨发车间隔、... 在城轨交通系统中加入超级电容储能装置,可有效抑制列车的再生制动失效问题。为模拟加入储能装置后城轨供电网络的能量流动情况,从全局、动态的角度搭建地面式超级电容储能系统仿真平台,针对国内某地铁线路进行仿真分析,探讨发车间隔、上下行发车时间差以及超级电容控制特性对容量配置结果的影响,并最终确定一套较为合理的容量配置方案。 展开更多
关键词 城市轨道交通 地面式 超级电容 再生制动 容量配置 影响因素
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牵引电机无速度传感器间接定子量控制系统研究 被引量:5
18
作者 王坚 桂卫华 +1 位作者 年晓红 李祥飞 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期17-21,共5页
本文介绍间接定子量控制的基本原理以及全速范围间接定子量控制系统结构,提出基于观测器的异步电机无速度传感器控制方法,应用鲁棒控制理论、利用Matlab的LMI工具箱求解两个双线性矩阵不等式(BMIs)得到观测器的增益矩阵,并结合Lyapunov... 本文介绍间接定子量控制的基本原理以及全速范围间接定子量控制系统结构,提出基于观测器的异步电机无速度传感器控制方法,应用鲁棒控制理论、利用Matlab的LMI工具箱求解两个双线性矩阵不等式(BMIs)得到观测器的增益矩阵,并结合Lyapunov稳定性理论推出速度自适应律。将该速度辨识方法应用到牵引电机间接定子量控制系统中,进行了试验验证。 展开更多
关键词 牵引电机 间接定子量控制 无速度传感器技术 速度自适应观测器
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SS1型电力机车电器柜测试诊断系统
19
作者 王湘中 欧阳红林 《株洲工学院学报》 1999年第4期38-40,共3页
介绍SS1型电力机车电器柜测试诊断系统的软、硬件结构和设计原理,指出其通用测试描述方法,可以应用于其他电气系统。
关键词 电器柜 测试 诊断 控制系统 电国机车 SS1型
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“中华之星”高速列车控制与网络系统 被引量:8
20
作者 李蔚 陈超录 杨颖 《机车电传动》 北大核心 2003年第5期75-79,共5页
介绍了“中华之星”高速列车控制与网络系统的构成,阐述了网络控制平台的技术特点及高速列车控制的主要功能、故障诊断及显示。试验及现场运用表明,该套车载计算机分布式控制系统性能优良,符合设计要求。
关键词 “中华之星”电动车组 控制系统 网络系统 高速列车 技术特点 分布式系统 故障诊断
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