[发明专利]考虑牵引变流器可靠性的轨道交通车辆运行曲线优化方法

权利要求书

1.一种考虑牵引变流器可靠性的轨道交通车辆运行曲线优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据牵引变流器采用的功率器件的信息计算功率器件在不同转速、不同转矩下的总损耗P_loss，该损耗是在基波周期内的平均值；

步骤2、设计轨道交通车辆运行曲线优化的目标函数f，轨道交通车辆运行曲线优化的目标为牵引变流器可靠性f₁，约束条件包括行车安全f_c1、停车精度f_c2、运行准时性f_c3、乘客舒适度f_c4和系统节能f_c5；

步骤3、采用智能算法，计算最佳的车辆转矩指令曲线或者速度曲线，使目标函数f最小。

2.如权利要求1所述的考虑牵引变流器可靠性的轨道交通车辆运行曲线优化方法，其特征在于，步骤1中总损耗P_loss的计算过程具体为：

首先计算不同转速、不同转矩下的基波周期，计算公式如式(1)所示，然后采集基波周期内IGBT的电流瞬时值以及导通次数，从而计算IGBT的总损耗，如式(2)-(4)所示；

P_loss＝P_{cond_fund}+P_{sw_fund} (4)

其中，T_fund是不同转速、不同转矩下的基波周期，f_s是基波频率，p是电机极对数，n是电机转速，R_r是电机转子电阻，L_r是电机转子电感，是电机定子q轴电流指令值，是电机定子d轴电流指令值，v_CE(t)是IGBT电压瞬时值，i_C(t)是电流瞬时值，t是时间的积分变量，P_{cond_fund}是基波周期内IGBT导通损耗的平均值，P_{sw_fund}是基波周期内IGBT开关损耗的平均值，n_{sw_fund}是基波周期内IGBT的导通次数，E_on是单次开通的损耗，E_off是单次关断的损耗，P_loss是基波周期内IGBT总损耗的平均值。

3.如权利要求2所述的考虑牵引变流器可靠性的轨道交通车辆运行曲线优化方法，其特征在于，所述牵引变流器可靠性f₁的设计方式有两种，分别如式(5)、(6)所示：

f₁＝∑P_{loss_i}+ω₁·P_{loss_max} (5)

式(5)、(6)中，ω₁是权重系数，P_{loss_i}是单位时间i内IGBT的总损耗，P_{loss_max}是运行过程中IGBT总损耗的最大值，R_j是变流器系统热阻，τ_j是热时间常数。

4.如权利要求3所述的考虑牵引变流器可靠性的轨道交通车辆运行曲线优化方法，其特征在于，所述行车安全f_c1要求轨道交通车辆在运行过程中不能超过限速，即在位置S_i不能超过其对应的最大速度v_max，行车安全f_c1的设计如下：

式中，inf表示目标函数f中一个无穷大的数值，即不允许出现此种情况，表示轨道交通车辆在位置S_i的速度，表示轨道交通车辆在位置S_i的最大速度。