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重载列车ECP制动系统头端单元的研究
| 论文题名： | 重载列车ECP制动系统头端单元的研究 |
| 关键词： | 重载列车;制动系统;头端单元;模糊自适应控制;灰色预测 |
| 摘要： | 近年来，随着我国经济迅猛发展，对外开放不断扩大，国际交流合作增加，铁路运输作为货物运载渠道，其面临的压力也越来越大。提高重载列车的运输能力和速度，可以在很大程度上减轻铁路运输压力。但随着重载列车运货量不断增大，出现了列车制动缓慢，缓解不及时，难以再制动等问题。电控空气制动系统（Electronically Controlled Pneumatic,ECP）能够克服这些问题，因此得到了快速的发展。头端单元（Head end unit,HEU）是整个 ECP制动系统功能可以实现的中枢装置,其作为 ECP制动系统的网络管理器，可以传送指令、监控系统状态、储存机车的特性数据、及时处理故障，因此头端单元的研究对于整个ECP制动系统发展至关重要。 本文所研究的HEU，参考了各个国家研究ECP制动系统的经验，对HEU硬件和软件设计进行了优化。本文设计选取DSPIC30F6011A作为主控芯片，按照模块化方式，对HEU的部分功能进行了设计。基于MPLAB ID开发环境，软件部分分别对LonWorks通信、U盘信息交互、控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)通信等模块进行了设计。HEU发送出制动指令之后，要求制动系统能够及时响应，这就要求制动系统能有良好的制动效果，所以本文在MATLAB仿真平台下设计出灰色预测模糊自适应PID控制器，用于控制制动缸压力值，进而对ECP制动系统进行控制。通过基于DSPIC30F6011A的 HEU的设计，可以使 HEU在指令控制、网络控制、报文传送、故障处理等方面都取得良好的效果。使用LonWorks通信，可实现同步制动。 通过建模和仿真结果可知，采用灰色预测模糊自适应PID控制方式对制动缸压力值进行控制，可以实现实时、精确、稳定的制动控制，为重载列车的安全运行提供了可靠的保障，因此具有很大的工程应用前景。 |
| 作者： | 白智峰 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 李立伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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