[发明专利]一种轨道列车防空转防滑黏着优化控制方法

说明书

本发明涉及一种轨道列车防空转防滑黏着优化控制方法，根据当前轨面黏着情况，在线实时调整阈值及转矩下降斜率和上升斜率；一个防空转防滑调节周期内，下降斜率根据当前轴加速度、转速差采用快降、慢降两步执行；上升斜率根据前一调节周期触发阈值时刻的锁存转矩采用快升、慢升两步执行。本发明以易于提取的加速度、速度差作为判断条件，实时在线调整阈值、斜率，使得输出转矩可根据轨面情况自适应调整，3～5个调节周期后输出转矩趋于平稳，黏着利用率得到有效提高，车辆平稳性及乘客舒适度得到显著提升。

技术领域

本发明属于轨道车辆控制技术领域，涉及轨道列车防空转防黏着控制技术，具体地说，涉及一种轨道列车防空转防滑黏着优化控制方法，用于控制轨道车辆与轨面之间的黏着力，防止轨道车辆运行过程中空转和滑行。

背景技术

轨道列车在运行过程中是通过车轮和钢轨之间的有效黏着区域来传递牵引力或制动力。因此轨面的黏着特性直接影响到列车输出的实际牵引力和制动力。通常，轨面干燥时，可用黏着系数没有太大变化；但在遇到雨、雪、大雾天气，或轨道上有落叶、油污等时，轨面变得湿滑，可用黏着系数降低，轨道车辆的牵引力和制动力急剧下降。若动作不及时将引起列车车轮空转或列车滑行现象发生，严重导致擦轮、擦轨甚至冲标等安全问题。

现有工程化应用的方法中，通常采用速度差、加速度及加速度微分相结合的组合校正法来进行列车防空转或防滑行判断。根据初期现场防空转或防滑行实验效果，设定一组合适的阈值及斜率参数。但是列车在实际运行过程中，轨面黏着情况会随着外界环境实时改变，固定的参数难以完全满足现场情况。

参考速度通常来自于网络，网络根据当前工况选取列车所有轴速中合适的轴速作为参考速度传输给牵引系统。由于传输延时，牵引系统实际接收到的参考速度为几百毫秒前的数据。延时引起的参考速度误差随着车辆有效加速度变化而变化，最大可达几km/h。而现有方法中，大部分并未考虑延时引起的参考速度误差；即使考虑也是将参考速度误差设为固定值。

加速度微分，理论上虽然可以加快防空转或防滑行判断、提前动作，但是加速度微分信号包含噪声太大，工程上难于精确实时提取，噪声信号将严重影响输出转矩控制精度。

待优化的防空转或防滑行参数设置、控制方法，轻则导致调节过程中转矩波动大、黏着利用率低、乘客舒适度差，重则导致调节失败从而引起轮轨擦伤。

发明内容

本发明针对现有技术存在的调节过程中转矩波动大、黏着利用率低、乘客舒适度差、不易于工程化等上述问题，提供一种能够根据轨面情况自适应调整牵引或制动转矩输出、黏着利用率高、易于工程化的轨道列车防空转防滑黏着优化控制方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种轨道列车防空转防滑黏着优化控制方法，其具体步骤为：

S101、根据加速度、速度差阈值初值判断是否触发空转或滑行，若触发，则执行步骤S102，否则，下一时刻执行步骤S101继续进行判断；

S102、通过公式(1)计算若干个采样周期内输出转矩有效值，公式(1)表示为：

式中，T_e为输出有效转矩，T_i为采样时刻输出转矩，n为采样数，n个采样周期之和应包含3～5个防空转防滑调节周期；

S103、根据输出有效转矩及车辆载荷信息计算列车有效加速度，忽略相关阻力即可获得黏着不足时当前轨面的近似可用黏着系数，表示为：

μ_e≈a_e＝ρ*T_e/M (2)

式中，μ_e为当前轨面的近似可用黏着系数，a_e为列车有效加速度，ρ为转矩换算到力系数，M为轴重；