原文传递
机车粘着控制仿真平台的研究与实现
| 论文题名： | 机车粘着控制仿真平台的研究与实现 |
| 关键词： | 铁路机车;牵引力;粘着控制;仿真模型;Simpack软件 |
| 摘要： | 近年来，我国铁路不断重载化、高速化，因此机车需要获取更大的平均牵引力。机车牵引力的形成，主要依赖于轮轨间的粘着。有效的利用轮轨间的粘着一方面能提高机车的平均牵引力、有效发挥电机功率，另一方面能提升机车运行时的安全性和舒适性。然而轮轨间的粘着对环境状况比较敏感，常常会受多方面因素的影响。大量的工程实践和研究表明，机车的防空转系统可以有效地抑制空转，对恢复轮轨间的粘着和降低牵引电机的功率损失作用明显。 目前现有的粘着控制研究通常是基于简化的机车数学模型，不能准确的表征复杂的机车模型的各种性能，与实际机车和轮轨接触模型相差甚远，而且从仿真模型到实际控制器设计跨度太大，实际实验成本过高，实验环境受实际情况限制。 基于以上种种因素，本文针对粘着控制从研发到验证阶段，设计了三种仿真平台来逐步解决在仿真模型粗糙，粘着控制算法和粘着控制器难以验证等问题。 利用多体动力学仿真软件Simpack搭建HXD2C机车的模型，配合Matlab/Simulink软件搭建的电机传动牵引及其控制系统构建了粘着控制的虚拟样机仿真平台，能够建立较真实的机车模型，仿真各种路况。 为解决仿真算法向实物平台移植困难的问题，Mathworks公司提出的基于模型设计(MBS)的概念，利用Real Time Workshop Embedded Coder生成所需的特定硬件的代码，在虚拟样机仿真环节中加入DSP控制器，构建处理器在环(PIL)仿真平台，用DSP来验证粘着控制算法的有效性。 最后为使实物DSP控制器和仿真模型隔离开，加入数据采集卡作为仿真平台与DSP控制器之间数据传输的通道，把修改粘着控制算法并移植到DSP控制器中，并编写了DSP端数据采集和滤波通信协议，建立以DSP控制器为实物，Simpack机车模型，Simulink电机控制模型为仿真对象的半实物仿真平台。 实验和仿真结果表明，虚拟样机仿真平台、PIL仿真平台和半实物仿真平台能够详细的反应机车在粘着控制中运行的各种详细状况，电机运行参数，验证粘着控制算法。在粘着控制器的研发上加速开发过程，节约成本。 |
| 作者： | 陈铠 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 肖建 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
