城軌列車再生制動節(jié)能與振蕩抑制研究.pdf

1、城市軌道交通中列車制動主要由機械制動和再生制動配合完成，再生制動時，為了抑制飆升的直流側電壓，一般通過限流曲線對牽引電機的再生電流進行控制。限流曲線上的關鍵參數(shù)設置，對牽引供電系統(tǒng)的能耗和網(wǎng)壓有一定的影響。同時，限流控制方式與列車運行穩(wěn)定性密切相關。結合系統(tǒng)工作狀態(tài)對列車再生控制方式進行分析，完善再生控制策略，抑制再生時出現(xiàn)的電壓電流振蕩，可以達到提升系統(tǒng)再生穩(wěn)定性的目的。
　　首先，論文為了研究限流曲線參數(shù)設置對系統(tǒng)的影響，進行

2、了城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)的分析和建模，完成了牽引供電仿真軟件的編制。為了驗證軟件的準確性，進行了地鐵運行數(shù)據(jù)采集，與軟件計算結果進行了對比。論文為了量化限流參數(shù)的影響定義了網(wǎng)壓限制率和臨近變電所解列率，利用上述仿真軟件，完成了城軌列車限流曲線參數(shù)對系統(tǒng)網(wǎng)壓和能耗影響的分析。
　　接下來，為了研究系統(tǒng)在限流曲線控制下的穩(wěn)定性問題，論文建立了包含一輛再生列車和一輛牽引列車在內(nèi)的城軌單供電區(qū)間模型，并根據(jù)研究需要對系統(tǒng)的工作模式進行了

3、分類。通過對單供電區(qū)間再生系統(tǒng)四種主要工作模式的分析，確定了不穩(wěn)定的工作模式。在不穩(wěn)定的模式下，研究了系統(tǒng)中牽引列車與再生列車的靜態(tài)特性，以及系統(tǒng)的工作平衡點，通過平衡點附近的小信號模型分析，建立了對應的傳遞函數(shù)模型。在考察單一限流曲線控制下的傳遞函數(shù)特性的基礎上，分析了系統(tǒng)的振蕩機理。
　　在此基礎上，論文提出了加入PI控制器的第一種振蕩抑制策略，通過簡化系統(tǒng)傳遞函數(shù)的方式，完成了控制器的參數(shù)設計，并討論了其他參數(shù)對PI控制的穩(wěn)

4、定性影響。第二種振蕩抑制策略是建立在哈密頓系統(tǒng)的基礎上，應用能量成形理論對系統(tǒng)進行分析，通過配置系統(tǒng)的互聯(lián)和耗散矩陣來完成系統(tǒng)的控制器設計。在此策略下，設計了其他列車負載觀測器實時計算系統(tǒng)平衡點。
　　論文最后在Matlab搭建的仿真模型上驗證了單區(qū)間再生控制系統(tǒng)振蕩現(xiàn)象，完成了振蕩抑制策略的仿真，仿真結果驗證了振蕩機理分析的正確性和振蕩抑制策略的可行性。利用實驗室基于DSP控制的對拖電機平臺和Myway電機控制平臺進行了單區(qū)間再