电力机车防滑与防空转控制系统的半实物仿真研究

摘要

机车运行安全是轨道交通运输的重要环节，而防滑/防空转控制是机车主动安全的关键技术。虽然目前我国所有的高速客运机车均已安装防滑控制器，但在控制方法应用效果等方面还可进一步改进与完善。本文首先深入研究了当前常用的防滑控制方法，在此基础上提出了基于角加速度控制法和模型观察法的组合校正法，该方法具有较高的可靠性和灵敏性，并通过模糊控制器实现。其次，建立了机车单轴控制模型，利用LabVIEW对模糊控制器进行设计，结合机车模型进行了多工况条件下驱动和制动的防滑/防空转控制仿真，结果显示控制算法能有效的防止机车滑行并能提高机车粘着利用率。以工控机作为客户端、司机控制台作为服务端采用TCP协议以XML格式完成相互通信，并采用RS485以USS通信协议实现工控机对变频器的控制，利用PCI1716L数据采集卡实现电压、电流和速度等参数的实时采集和各种相关开关量的控制，完成了半实物仿真试验台的搭建。最后，对机车防滑/防空转系统分别在低粘着轨道面和较高轨道面中进行测试，测试结果显示:不采用防滑控制时，机车出现宏观滑行现象，且如果粘着系数较小滑行会更为严重;而采用防滑控制时机车滑差率波动较小，无滑行现象。证明本文设计的防滑/防空转系统是有效可行的。