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基于时滞补偿的DK-2机车制动滑模自抗扰控制
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作者 肖友刚 胡紫欣 +1 位作者 李蔚 袁玄成 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2026年第1期275-288,共14页
为解决机车空气制动系统时滞与扰动导致制动控制性能下降的问题,以DK-2型机车制动机为研究对象,在分析制动机压力控制原理的基础上,设计一种带时滞与扰动补偿的滑模自抗扰复合控制器(sliding mode active disturbance rejection control... 为解决机车空气制动系统时滞与扰动导致制动控制性能下降的问题,以DK-2型机车制动机为研究对象,在分析制动机压力控制原理的基础上,设计一种带时滞与扰动补偿的滑模自抗扰复合控制器(sliding mode active disturbance rejection controller with time-delay and disturbance compensation,SMADRCWC)。首先,采用AMESim软件建立其气动系统数值仿真模型,探明时滞对DK-2型制动机的影响程度。在此基础上,设计时滞因子能自适应调整的输出预估跟踪微分器(adaptive output predictive tracking differentiator,AOPTD),在系统动态变化阶段增大以充分补偿时滞,在稳态时减小以避免超调;为了补偿气路泄漏、模型不确定性及外部干扰等总扰动,设计扩张状态观测器(extended state observer,ESO)对其进行实时估计并补偿,将AOPTD、ESO与滑模控制(sliding mode control,SMC)相结合,综合形成具有时滞补偿和扰动抑制功能的闭环控制器SMADRCWC。仿真结果表明:SMADRCWC能够有效提升列车管和制动缸的压力跟踪精度,同时减少电磁阀的频繁动作,提高系统运行的稳定性;在1000 ms时滞工况下,相比PID和滑模控制,该策略能够显著缩短压力调节时间,并有效补偿因时滞导致的动态误差,避免了超调现象的发生;在100~1000 ms时滞范围及复合扰动作用下,SMADRCWC控制下的DK-2型制动机运行平稳无超调,且压力控制误差在±5 kPa范围内,体现出了很强的鲁棒性。所设计的SMADRCWC控制器为不确定时滞和复杂扰动环境的机车空气制动系统控制提供了一种新的解决方法。 展开更多
关键词 DK-2制动机 时滞补偿 输出预估跟踪微分器 扩张状态观测器 滑模自抗扰控制
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重载列车过分相操纵优化仿真研究
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作者 朱绩超 董世杰 +1 位作者 刘博阳 魏伟 《电力机车与城轨车辆》 2026年第1期37-43,共7页
重载列车过分相时,若司机操纵不当会导致列车速度过低掉入分相区,或牵引力过大产生较大车钩力,影响列车运行秩序和运行安全。文章基于列车空气制动与纵向动力学联合仿真系统,以神朔铁路重载列车为例,对过分相时的纵向动力学特性进行分... 重载列车过分相时,若司机操纵不当会导致列车速度过低掉入分相区,或牵引力过大产生较大车钩力,影响列车运行秩序和运行安全。文章基于列车空气制动与纵向动力学联合仿真系统,以神朔铁路重载列车为例,对过分相时的纵向动力学特性进行分析。结果表明:列车通过长大坡道分相区段时,惰行过分相方式从控机车的车钩力最小;如需施加空气制动通过分相区段,在主控机车过分相而从控机车未过分相时进行缓解,并配合适当的电制动力,可获得更优的车钩力。 展开更多
关键词 重载列车 纵向动力学 过分相 车钩力
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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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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
4
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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基于模型系统工程的旅客信息系统正向设计
5
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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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
6
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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电力机车牵引传动系统矢量控制 被引量:31
7
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
8
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
9
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
10
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
11
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
12
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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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
13
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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“中华之星”高速列车控制与网络系统 被引量:8
14
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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公铁牵引车上位机开发
15
作者 辛建平 赵红光 +2 位作者 刘善 焦凯 牛铭 《铁道运营技术》 2025年第2期24-27,共4页
针对公铁牵引车作业环境复杂、安全性要求高等挑战开发了上位机控制程序,通过无线CAN通信协议实现牵引车远程操控,并集成实时视频监控功能,可动态显示车辆走行状态。该系统有效解决了传统有线控制模式灵活性不足的问题,在提升作业安全... 针对公铁牵引车作业环境复杂、安全性要求高等挑战开发了上位机控制程序,通过无线CAN通信协议实现牵引车远程操控,并集成实时视频监控功能,可动态显示车辆走行状态。该系统有效解决了传统有线控制模式灵活性不足的问题,在提升作业安全性的同时,显著增强了操作便捷性与工况可视化水平,为轨道交通智能化运维提供了技术支撑。 展开更多
关键词 上位机程序 公铁牵引车 视频监控 CAN通信
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基于列车管控制的轨道车辆无人警惕紧急制动控制优化
16
作者 邹彦涛 吴朝东 《电力机车与城轨车辆》 2025年第6期113-117,共5页
文章阐述了轨道车辆无人警惕装置工作原理,针对当前无人警惕触发紧急制动过程存在的问题,基于列车管压力控制提出了一种高可靠性的无人警惕紧急制动控制优化方案,并进行了安全性分析。按该优化方案,当无人警惕触发紧急制动而制动系统未... 文章阐述了轨道车辆无人警惕装置工作原理,针对当前无人警惕触发紧急制动过程存在的问题,基于列车管压力控制提出了一种高可靠性的无人警惕紧急制动控制优化方案,并进行了安全性分析。按该优化方案,当无人警惕触发紧急制动而制动系统未能正确响应时,通过列车中央控制单元或制动控制单元控制的回路均能直接实现列车管减压,确保车辆紧急制动的安全触发,从而提高车辆运行的安全性。 展开更多
关键词 轨道车辆 无人警惕装置 紧急制动 列车管
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逻辑控制单元在SS_8 001号电力机车上的应用 被引量:3
17
作者 陈特放 黄志武 +2 位作者 蒋新华 高春宏 何安清 《机车电传动》 北大核心 1999年第2期14-15,19,共3页
电力机车逻辑控制单元(LCU)是一种用微机和电力电子器件构成的新型无触点控制装置。文章介绍了LCU在SS8001号电力机车控制电路中的应用和试验情况。
关键词 电力机车 逻辑控制 应用 无触点控制装置
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基于CoDeSys的自行式钢轨探伤小车控制系统设计
18
作者 牛铭 卢浩 +2 位作者 王景磊 张金殿 辛建平 《铁道运营技术》 2025年第4期39-42,共4页
针对铁路钢轨探伤作业中传统设备存在的作业质量不稳定与效率低下的核心痛点,研制出自行式钢轨探伤小车,对整车机械结构与控制系统的一体化进行设计,采用CAN总线通讯技术,保障信号实时交互,以CoDeSys V2.3为开发平台,设计整车控制系统... 针对铁路钢轨探伤作业中传统设备存在的作业质量不稳定与效率低下的核心痛点,研制出自行式钢轨探伤小车,对整车机械结构与控制系统的一体化进行设计,采用CAN总线通讯技术,保障信号实时交互,以CoDeSys V2.3为开发平台,设计整车控制系统软件架构,控制系统软件全流程开发。经整车调试验证,设备成功实现走行控制与探伤作业功能协同,各项性能指标满足设计要求,有效解决传统探伤作业的效率与质量瓶颈,为中距离钢轨探伤提供可靠技术方案。 展开更多
关键词 自行式钢轨探伤小车 CAN总线 中距离钢轨探伤
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机车闸瓦踏面制动工况监测仪的研制 被引量:4
19
作者 刘传波 莫易敏 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期66-69,共4页
针对国内机务段没有安装监测机车制动工况装置的现状,研制了一种新型的机车闸瓦制动工况监测仪。分别针对闸瓦制动力的定量监测和闸瓦行程的定性监测,设计出压力和微动开关2种传感器,成功实现了对机车单元制动器的工作状况的监测,防止... 针对国内机务段没有安装监测机车制动工况装置的现状,研制了一种新型的机车闸瓦制动工况监测仪。分别针对闸瓦制动力的定量监测和闸瓦行程的定性监测,设计出压力和微动开关2种传感器,成功实现了对机车单元制动器的工作状况的监测,防止因单元制动器故障导致的机车轮对弛缓、踏面剥离或制动力不够而引发的行车事故。 展开更多
关键词 机车制动 单元制动器 压力传感器 机械开关传感器
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EMS型磁浮列车悬浮斩波器输入电流波动分析 被引量:2
20
作者 张鼎 王艳丽 +1 位作者 王宁 李云钢 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2008年第5期37-38,共2页
悬浮斩波器是EMS型磁浮列车上的开关型电流放大器,由此造成输入电源的电流纹波较大。对双正激斩波器和三电平悬浮斩波器的输入电流波动方程进行了推导,对比发现,在相同输出电流条件下,三电平悬浮斩波器的输入电流波动更小。基于PspiceA... 悬浮斩波器是EMS型磁浮列车上的开关型电流放大器,由此造成输入电源的电流纹波较大。对双正激斩波器和三电平悬浮斩波器的输入电流波动方程进行了推导,对比发现,在相同输出电流条件下,三电平悬浮斩波器的输入电流波动更小。基于PspiceAD平台建立了悬浮斩波器模型,仿真研究验证了分析结论。最后,对自主研制的悬浮斩波器样机进行了实验对比测试。 展开更多
关键词 斩波器 磁浮列车 仿真/电流纹波
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