[发明专利]一种地铁主动防滑控制方法、控制器及控制装置

权利要求书

1.一种基于超扭矩算法的地铁主动防滑控制方法，其特征在于，包括：

步骤S1，计算地铁在当前轮轨关系下运行时的若干个滑移速度v_s＝v-ωr，并利用地铁列车的运动方程(1)计算与每个滑移速度对应的粘着系数μ(v_s)；

其中，v为当前地铁运行方向的车体线速度，ω为地铁车轮的角速度，r为地铁车轮半径；F_x＝μ(v_s)mg，m为地铁单个车轮载荷，g为重力加速度；F_r＝ρ₀+ρ₁v+ρ₂v²为地铁运行时空气阻力，ρ₀，ρ₁，ρ₂均为常量；

步骤S2，利用步骤S1得到的若干组滑移速度与粘着系数，采用最小二乘法计算公式(2)所示轮轨关系数学模型中的参数c₁，c₂，a，b，可得到确定的地铁当前轮轨关系数学表达式：

步骤S3，根据步骤S2得到的当前轮轨关系数学模型，获取最大粘着系数对应的最佳滑移速度

步骤S4，根据地铁在当前轮轨关系下的最佳滑移速度，确定地铁的实时控制输出，，即输出制动制动力矩为：

式中，e(t)为地铁列车在时刻t的滑移速度误差，v_s(t)为地铁列车在时刻t的滑移速度，为地铁列车的最佳滑移速度，γ₁，γ₂为常数系数，J为车轮转动惯量，Y_b为制动控制力矩，sign(x)为符号函数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1采集80组滑移速度与粘着系数，以用于步骤S2求解地铁的当前轮轨关系数学模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S1计算滑移速度所需要的车体线速度和地铁车轮的角速度，分别由基于多普勒效应的速度传感器和基于霍尔效应的转速传感器采集得到。

4.一种地铁主动防滑控制器，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于：计算地铁在当前轮轨关系下运行时的若干个滑移速度v_s＝v-ωr，并利用地铁列车的运动方程(4)计算与每个滑移速度对应的粘着系数μ(v_s)；

其中，v为当前地铁运行方向的车体线速度，ω为地铁车轮的角速度，r为地铁车轮半径；F_x＝μ(v_s)mg，m为地铁单个车轮载荷，g为重力加速度；F_r＝ρ₀+ρ₁v+ρ₂v²为地铁运行时空气阻力，ρ₀，ρ₁，ρ₂均为常量；

当前轮轨关系数学模型确定模块，用于：利用若干组滑移速度与粘着系数，采用最小二乘法计算公式(5)所示轮轨关系数学模型中的参数c₁，c₂，a，b，可得到地铁的当前轮轨关系数学模型：

最佳滑移速度确定模板，用于：根据地铁的当前轮轨关系数学模型，获取最大粘着系数对应的最佳滑移速度

地铁的实时控制输出模块，用于：根据地铁在当前轮轨关系下的最佳滑移速度确定地铁的实时控制输出u(t)为：

式中，e(t)为地铁列车在时刻t的滑移速度误差，v_s(t)为地铁列车在时刻t的滑移速度，为地铁列车的最佳滑移速度，γ₁，γ₂为常数系数，J为车轮转动惯量，T_b为制动控制力矩，sign(x)为符号函数。