[发明专利]列车主动倾摆控制方法和控制系统

说明书

本发明实施例涉及一种列车主动倾摆控制方法和控制系统，包括：检测装置对车辆的未平衡离心加速度和超高时变率进行采集，倾摆控制器根据处理后的未平衡离心加速度和超高时变率确定是否需要进行主动倾摆控制以及倾摆方向；在确定需要进行主动倾摆控制时，倾摆控制器根据处理后的未平衡离心加速度计算车体所需倾摆角度，并根据列车的车长和列车的运行速度计算数据发送延时；倾摆控制器根据数据发送延时将车体所需倾摆角度发送给相应的倾摆执行机构的作动控制器；作动控制器根据车体所需倾摆角度确定倾摆执行机构的作动行程和作动速度，并生成倾摆动作控制指令控制倾摆执行机构的倾摆作动器根据作动行程和作动速度控制车体的主动倾摆。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种列车主动倾摆控制方法和控制系统。

背景技术

高速化和舒适性是轨道车辆发展的趋势，但是由于线路条件限制，比如曲线段数量大、小半径曲线多等特点，单纯提高车辆运行速度会增大转弯过程中车辆的未平衡离心力，影响乘客的舒适度和车辆的安全性、稳定性。考虑到建设高速铁路成本高、维修费用高、技术要求高等因素，期望现有线路上对车辆进行改造，从而达到提高车辆运行速度的目的。

摆式列车是在既有线路提速的一种有效技术措施，作用原理如图1所示。其特点是当车辆进入曲线段时,根据检测系统测得线路信息,传输给控制系统计算出车体需要额外产生的倾斜角度,相当于增加了一个额外的超高,因而增大了向心力,使超速离心力大部分得到平衡,保证了列车能高速平稳通过弯道,乘客感觉到的离心力大大减小,乘坐舒适度显著提高。

那么如何科学合理的通过控制系统的控制计算，对主动倾摆装置进行控制，能够同时满足列车运行的安全性、稳定性和乘坐的舒适性，是本发明重点讨论的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种列车主动倾摆控制方法和控制系统，通过检测装置获得线路曲线和车辆运行情况，通过倾摆控制器计算车体倾摆角度β下发指令给倾摆执行机构，通过作动控制器控制将车体倾摆角度β转换为倾摆作动器的作动行程、作动速度，并最终达到设定行程，以实现车体倾摆。

为此，第一方面，本发明实施例提供了一种列车主动倾摆控制方法，包括：检测装置对车辆的未平衡离心加速度和超高时变率进行采集，倾摆控制器根据处理后的未平衡离心加速度和超高时变率确定是否需要进行主动倾摆控制以及倾摆方向；

在确定需要进行主动倾摆控制时，倾摆控制器根据处理后的未平衡离心加速度计算车体所需倾摆角度，并根据列车的车长和列车的运行速度计算数据发送延时；

所述倾摆控制器根据所述数据发送延时将车体所需倾摆角度发送给相应的倾摆执行机构的作动控制器；

所述作动控制器根据所述车体所需倾摆角度确定倾摆执行机构的作动行程和作动速度，并生成倾摆动作控制指令控制所述倾摆执行机构的倾摆作动器根据所述作动行程和作动速度控制车体的主动倾摆。

优选的，所述检测装置对车辆的未平衡离心加速度和超高时变率进行采集，倾摆控制器根据处理后的未平衡离心加速度和超高时变率确定是否需要进行主动倾摆控制以及倾摆方向具体包括：

所述检测装置实时检测车辆的未平衡离心加速度，对所述未平衡离心加速度进行第一滤波处理后，得到处理后的未平衡离心加速度；

确定所述处理后的未平衡离心加速度是否达到第一设定阈值；

当达到第一设定阈值时，所述检测装置获取超高时变率，进行第二滤波处理后，得到处理后的超高时变率；

根据所述处理后的超高时变率确定列车行驶对应的逻辑状态参数，并确定是否需要进行主动倾摆控制以及倾摆方向。

进一步优选的，所述根据所述处理后的超高时变率确定列车行驶对应的逻辑状态参数，并确定是否需要进行主动倾摆控制以及倾摆方向具体为：