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地铁牵引电传动系统与其控制技术研究
| 论文题名： | 地铁牵引电传动系统与其控制技术研究 |
| 关键词： | 地铁车辆;牵引电传动系统;控制技术;安全运行 |
| 摘要： | 牵引电传动系统是地铁车辆装备的核心。本文针对异步电动机矢量控制中的电压解耦问题、磁链观测器的实现、地铁车辆防滑/防空转控制技术以及纯电制动控制策略分别展开研究，并通过软件仿真以及地面、现场实验验证了理论研究成果的正确性。 基于异步电动机动态模型的转子磁场定向控制已被广泛应用于地铁车辆控制中。目前地铁牵引变流器主电路拓扑以电压源型逆变器为主，为了能够更好地实现异步电动机的解耦控制，本文采用了一种电压前馈解耦的控制策略，结合空间矢量脉宽调制技术，对电压源型逆变器进行控制，提高了系统的动态响应。 传统的电压模型磁链观测器中由于包含纯积分环节，当采样值存在直流偏置时会导致积分饱和，严重影响观测器的性能。本文针对电压模型磁链观测器存在的问题，提出了一种改进型电压模型磁链观测器，以高通滤波串联低通滤波代替原来的纯积分环节，并对其相位和幅值进行实时补偿，提高了观测器的准确性。 一阶扰动观测器可以获取当前路面的黏着系数等信息。在此基础上，本文设计了一种稳定且不会放大系统噪声的一阶扰动观测器来获取当前路面的黏着系数及其导数值的信息，并结合黏着特性曲线的特点，提出了一种以PI调节器为核心、转矩微调函数C(t)为辅助的基于最优黏着利用的地铁车辆防滑/防空转控制策略，从而有效防止车辆空转/打滑现象的发生，实现恶劣轮轨接触条件下的最优黏着利用。 目前，城轨车辆均采用电空联合制动的制动方式。电空联合制动在切换时会导致乘坐舒适度变差，而且空气制动还会带来闸瓦磨损等一系列问题。本文提出了一种在制动过程中采用再生制动自然过渡至反接制动的纯电制动控制策略，并对现有的地铁车辆测速方法进行了改进，确保能够更准确地检测列车速度和及时切除逆变器防止列车反向运行。 |
| 作者： | 张哲 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 刘志刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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