论文题名: | 轴控式地铁制动控制系统的研究 |
关键词: | 地铁车辆;轴控式制动控制系统;压电双晶片驱动;压电比例阀;PID闭环控制;半物理仿真 |
摘要: | 制动控制系统是地铁车辆的重要组成部分,是地铁车辆安全运行、平稳停靠的保障。为了降低地铁车辆的生产成本,加快地铁车辆关键部件的国有化进程,研究并设计具有自主知识产权的制动控制系统十分重要。本文基于新型轴控式地铁制动控制系统的理念,设计了以压电比例阀为电—气转换装置的压力主控单元等功能模块,使轴控式制动控制系统得到进一步完善。 论文通过对现有制动控制系统的架构类型、工作原理及其可靠性的分析,阐述了本文采用轴控式制动控制架构的先进性:轴控式的架构深化分布式控制,以压电驱动器代替传统电磁驱动器实现电—气转换更节能,并且采用同转向架邻轴控制气路切换可增强系统可靠性。 设计了基于压电双晶片驱动具有差动式喷嘴挡板结构的压电比例阀,作为制动系统的电—气转换装置;并通过FLUENT仿真,对压电阀的主要结构参数进行了优化设计。同时,根据压电阀的输出特性,研究设计了中继阀结构。 针对压电执行器的迟滞特性,通过实验建立了压电阀的Preisach模型。采用PID闭环控制加Preisach逆模型补偿前馈算法,设计了压电比例式压力主控单元的专用控制器,并进行了实验性能试验。 开展了嵌入式微机制动控制单元的软硬件设计,分析了制动力的组成与分配,完成了系统基本功能模块的软件开发。基于WinCE设计了制动控制系统图形化监控单元,改善了制动控制系统的可视化程度和维护便利性。最后,在实验室环境下搭建的半物理仿真平台上,对系统进行了试验与测试,验证了本样机系统设计的可行性。 |
作者: | 刘媛 |
专业: | 机械电子工程 |
导师: | 游有鹏 |
授予学位: | 硕士 |
授予学位单位: | 南京航空航天大学 |
学位年度: | 2013 |
正文语种: | 中文 |