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基于粘着系数观测器的重载机车多级空转检测研究
| 论文题名： | 基于粘着系数观测器的重载机车多级空转检测研究 |
| 关键词： | 重载机车;粘着系数观测器;空转检测;轮轨关系 |
| 摘要： | 随着重载货运量的增加，机车牵引功率越来越高。粘着控制系统的控制目标不仅仅是要保证机车稳定运行，更要使牵引系统产生所允许的最大牵引力。然而，重载机车运行环境复杂多变，而轮轨间的粘着是一个具有很大不确定性的复杂过程。粘着系统主要为空转检测模块与保护动作模块，空转检测模块给保护动作模块传达动作指令。因此实时监测轮轨间的粘着性能，对轮轨空转进行准确的判断，是粘着控制系统实现有效保护的重要条件。本文通过对现有的粘着控制方法的研究，发现其中的不足，并提出了改进的方法。 本研究主要内容包括：⑴通过大量查阅国内外文献，对粘着理论深入了解，分析轮轨间的粘着特性，寻找粘着与牵引之间的联系，搭建机车简易的动力学系统。对现有的粘着控制方法进行了总结与分析比较。⑵针对粘着系数及其导数不能直接测量的问题，提出一种基于级联滑模观测器对粘着系数及其导数进行在线估计的方法。通过对轮轨间的动力学分析，根据负载转矩与粘着系数之间的关系，由负载转矩及其导数的估算值进一步得到粘着系数及其导数的估算值，并解决了现有方法中对负载转矩要求过于严格的问题。通过仿真和半实物实验平台验证了算法的有效性。⑶针对空转故障检测方法单一的问题，提出一种多级空转故障检测方法。通过分析轮轨面粘着特性，对现有检测方法分析，找出其中的不足。根据不同空转现象，对空转故障进行等级划分。采用粘着系数导数作为判据，能够检测到空转的发生趋势；采用粘着系数导数与加速度组合的方法，对机车轮对空转进行多级故障检测；避免了使用机车车体速度信号，大大提高了算法的可靠性。 |
| 作者： | 孙健 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 张昌凡 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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