重載列車ECP制動系統(tǒng)頭端單元的研究.pdf

1、近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，對外開放不斷擴(kuò)大，國際交流合作增加，鐵路運(yùn)輸作為貨物運(yùn)載渠道，其面臨的壓力也越來越大。提高重載列車的運(yùn)輸能力和速度，可以在很大程度上減輕鐵路運(yùn)輸壓力。但隨著重載列車運(yùn)貨量不斷增大，出現(xiàn)了列車制動緩慢，緩解不及時，難以再制動等問題。電控空氣制動系統(tǒng)（Electronically Controlled Pneumatic,ECP）能夠克服這些問題，因此得到了快速的發(fā)展。頭端單元（Head end unit,HE

2、U）是整個 ECP制動系統(tǒng)功能可以實現(xiàn)的中樞裝置,其作為 ECP制動系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理器，可以傳送指令、監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)、儲存機(jī)車的特性數(shù)據(jù)、及時處理故障，因此頭端單元的研究對于整個ECP制動系統(tǒng)發(fā)展至關(guān)重要。
　　本文所研究的HEU，參考了各個國家研究ECP制動系統(tǒng)的經(jīng)驗，對HEU硬件和軟件設(shè)計進(jìn)行了優(yōu)化。本文設(shè)計選取DSPIC30F6011A作為主控芯片，按照模塊化方式，對HEU的部分功能進(jìn)行了設(shè)計。基于MPLAB ID開發(fā)環(huán)境，軟件

3、部分分別對LonWorks通信、U盤信息交互、控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network,CAN)通信等模塊進(jìn)行了設(shè)計。HEU發(fā)送出制動指令之后，要求制動系統(tǒng)能夠及時響應(yīng)，這就要求制動系統(tǒng)能有良好的制動效果，所以本文在MATLAB仿真平臺下設(shè)計出灰色預(yù)測模糊自適應(yīng)PID控制器，用于控制制動缸壓力值，進(jìn)而對ECP制動系統(tǒng)進(jìn)行控制。通過基于DSPIC30F6011A的 HEU的設(shè)計，可以使 HEU在指令控制、網(wǎng)絡(luò)控制、報