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原文传递一种高速列车制动力优化分配方法

专利名称：	一种高速列车制动力优化分配方法
摘要：	本发明公开了一种高速列车制动力优化分配方法，可用于高速列车的电‑空制动力分配策略中；首先建立了高速列车制动过程的数学模型，包括目标制动力，电制动力，运行阻力的计算；其次设计一种制动力优化分配的目标函数及约束条件，并对目标函数极值的存在性进行了证明；然后对所建立的目标函数及约束条件转化为二次规划进行求解。最后通过仿真表明：该分配方法既能充分利用各车不同的粘着限制，有效发挥各车可用的制动力，又可减少潮湿轨面制动过程中动车出现的打滑现象，有助于改善列车制动性能，提高制动效率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	湖南工业大学
发明人：	何静;史来诚;张昌凡;杨步充;何云国
专利状态：	有效
申请日期：	2018-01-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201810085404.3
公开号：	CN110091847A
代理机构：	广州粤高专利商标代理有限公司
代理人：	任重;冯振宁
分类号：	B60T8/1761(2006.01);B;B60;B60T;B60T8
申请人地址：	412000 湖南省株洲市泰山西路88号
主权项：	1.一种高速列车制动力优化分配方法，其特征在于，包括以下步骤： S1.列车制动力的计算； S2.电-空制动力的分配策略； S3.空气制动力的优化分配设计；所述步骤S3中空气制动力的优化分配设计具体包括以下步骤： T1.建立粘着利用率等效表达式：机车粘着概念中粘着利用率表达式为：其中由上式可得粘着利用率的等效表达式为：式中：μ为可用的粘着系数，μL为利用的粘着系数，F为利用的粘着力，Fmax为轮轨间能产生的最大粘着力，P为垂向静重荷； T2.建立优化目标函数根据空气制动力的分配要求，要使粘着利用率η最大，等价于(1-η)2最小。根据步骤T1中η的表达式，以4辆车的空气制动力分配为例进行说明，构造目标函数如下：式中：F1，F2，F3，F4为各车分配的空气制动力； T3.建立优化约束条件列车制动力的发挥依赖于轮轨间的粘着力，为尽量减少列车制动过程中出现打滑情况，施加在各车上的制动力应保留一定的裕量，所以取约束条件为：式中：ρi为裕量系数(0＜ρi＜1)； T4.对步骤T2、T3建立的优化目标函数及约束条件，其中令：则步骤T2、T3建立的优化目标函数及约束条件可转化为： 2.根据权利要求1所述高速列车制动力优化分配方法，其特征在于，所述步骤S1包括列车的目标制动力计算、电制动力计算、运行阻力计算和需要补充的空气制动力计算。 3.根据权利要求1所述高速列车制动力优化分配方法，其特征在于，所述步骤S2分配策略为优先使用电制动控制，当电制动无法满足制动需求时再补充空气制动。 4.根据权利要求3所述高速列车制动力优化分配方法，其特征在于，所述步骤T4采用二次规划求解方法，寻找满足二次规划条件的最优分配参数Z1,Z2,Z3,Z4。 5.根据权利要求4所述高速列车制动力优化分配方法,其特征在于，各车最优分配的空气制动力F1,F2,F3,F4计算表达式为： 6.根据权利要求1～5任意一项所述高速列车制动力优化分配方法，其特征在于，流程如下： D1.当列车实施制动时，根据制动需求分别计算列车的目标制动力FM、电制力4FD、运行阻力FZ和所要提供的制动力FC； D2.当FC>4FD，即电制动力无法满足制动需求，则计算需补充的空气制动力FK＝FC-4FD；若FC≤4FD，电制动力即可满足制动要求，无需补充空气制动力，则FK＝0； D3.当需要补充空气制动力即FK>0，优先以4辆拖车分配空气制动力FK。即根据权利要求4所述的二次规划模型，由权利要求5所述求得最优分配参数Z1，Z2，Z3，Z4，再由权利要求6所述计算方法，即可得各拖车分配的空气制动力：FT1，FT2，FT3，FT4，并计算拖车分配的总空气制动力FT：FT＝FT1+FT2+FT3+FT4； D4.当FK≠FT(即FK>FT)，则计算动车所要施加的空气制动力FTD＝FK-FT，以步骤T3中相同计算方法分配FTD，即可得各动车分配的空气制动力FTD1，FTD2，FTD3，FTD4；若FK＝FT，即无需补充动车空气制动力，则FTD＝0。
所属类别：	发明专利