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基于EP阀对制动系统预控压力精确控制研究
| 论文题名： | 基于EP阀对制动系统预控压力精确控制研究 |
| 关键词： | 列车制动系统;预控容积;压力控制;开关型EP阀;模糊PID |
| 摘要： | 制动技术作为列车的关键技术之一，其重要性早就不仅仅是安全问题了。制动已经成为限制列车速度和牵引重量进一步提高的重要因素。要想“多拉快跑”，除了要有较大功率的牵引动力以外，还要有更大功率且高效可靠的列车制动装置。对于列车制动装置，现国内外主流采用以空气制动机或电空制动机为基础的制动系统，即以压力空气作为原动力，以改变空气压强来操纵控制。随着列车牵引重量与运行速度的提高，鉴于列车安全与乘坐舒适度（主要指客车）的考虑，对列车制动系统气体压力的精确控制提出了越来越高的要求，所以一套性能良好的压力控制系统在制动系统中必不可少。 本论文以列车制动系统中的预控容积压力为研究对象，在了解国内外制动系统压力控制策略的基础上，运用开关型EP阀建立一套气路系统，并设计其控制策略从而实现对预控容积压力的精确控制。 鉴于制动系统以压缩空气为介质，论文首先对气体性质进行了理论研究。然后分析开关阀的结构，将开关阀的动态特性研究内容进行了简化。然后应用模块划分原理，将开关阀系统划分为电路、磁路、机械、气动四个子系统，分别对阀的各个子系统进行建模分析，在AMEsim软件平台上进行了动态仿真，并对仿真结果进行分析，为开关阀快速响应性能的确定、开关阀结构参数的设定与改进提供了理论依据。运用两个开关阀和一个传感器组成一个开关型EP阀，再设计EP阀的控制策略，先采用常规PID控制策略对EP阀进行控制，建立预控容积压力，并在AMEsim平台仿真。仿真结果表明，运用常规PID控制策略的此系统其准确性与快速性满足系统设计要求，但稳定性略差;于是引入模糊控制，采用二维模糊控制器，设计各变量的隶属函数、论域及其模糊子集。根据PID三个参数的作用及相互之间的关系以及在不同的偏差及偏差变化率下对PID参数的要求，分别给出PID三个参数的模糊控制表，运用Simulink与AMEsim对应用模糊PID控制策略的系统进行联合仿真。结果表明，采用模糊PID控制器控制的系统其稳定性、准确性两方面要明显优于常规PID控制器所控制的系统，而快速性方面则与常规PID控制的系统持平，且能完全满足系统设计要求。 |
| 作者： | 周劲 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王俊勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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