100%低地板車牽引傳動系統(tǒng)分析與控制策略研究.pdf

1、100％低地板車以其獨(dú)有特點(diǎn)和優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于城市軌道交通領(lǐng)域，具有廣闊的市場前景。本文詳細(xì)分析100％低地板車的特殊傳動方式和由此帶來的導(dǎo)向問題，結(jié)合牽引電機(jī)控制，深入分析研究了獨(dú)立輪對傳動系統(tǒng)的主動導(dǎo)向和牽引控制策略，獲得以下重要成果，為我國在這一領(lǐng)域的研究，提供一種研究思路與方法。
　　 本文詳細(xì)分析了輪軌間的蠕滑作用力，建立了傳統(tǒng)剛性輪對和獨(dú)立輪對運(yùn)動方程，推導(dǎo)出縱向蠕滑力對直線對中和曲線導(dǎo)向的作用機(jī)理。從電氣控制的角度

2、出發(fā)，提出了獨(dú)立輪對主動導(dǎo)向控制方法，構(gòu)建一種新的100％低地板車輛牽引控制策略。基于轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速導(dǎo)向控制，結(jié)合牽引控制策略，把牽引控制與導(dǎo)向控制融為一體，仿真結(jié)果驗證了該方法具有理想的控制效果。
　　 牽引電機(jī)的精確控制是實現(xiàn)獨(dú)立輪對主動導(dǎo)向的關(guān)鍵。Γ-1等效電路適合于磁場定向控制分析，并在此基礎(chǔ)上提出了基于電流電壓混合模型的定子磁鏈定向控制方式，該方式可以根據(jù)電機(jī)的運(yùn)行速度分別采用電流和電壓模型并能平滑過渡，在全速度范圍內(nèi)穩(wěn)定

3、運(yùn)行。在兩側(cè)縱向電機(jī)動態(tài)參數(shù)不一致的情況下，所提出的電流分布控制可以有效降低參數(shù)帶來的影響，設(shè)計速度補(bǔ)償器的參數(shù)可以保證其穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)性能，實現(xiàn)獨(dú)立輪對的協(xié)調(diào)統(tǒng)一控制。
　　 基于Γ-1等效模型，提出了一種利用擴(kuò)展卡爾曼濾波(Externded Kalman Filter，EKF)的無速度傳感器控制方法。該方法簡化了狀態(tài)矩陣，減小EKF的計算量，并把參數(shù)的變化歸到測量和狀態(tài)噪聲中，提高控制精度。分析了死區(qū)時間和開關(guān)管壓降對電機(jī)定

4、子電壓影響，得出一種定子電壓校正方案，準(zhǔn)確估算定子電壓，提高 EKF磁鏈觀測器精度。實驗結(jié)果驗證了上述方法在較寬的范圍內(nèi)達(dá)到滿意的控制性能。
　　 根據(jù)實際運(yùn)營要求，設(shè)計了100％低地板車牽引、制動特性曲線，并結(jié)合具體的線路條件設(shè)計了一套牽引計算軟件。該軟件可以模擬列車在實際線路中最大工況運(yùn)行的牽引-惰行-制動全過程，并計算牽引電機(jī)、牽引變流器的電流、功率等電氣參數(shù)，為列車運(yùn)營設(shè)計提供了參考依據(jù)。最后設(shè)計了電機(jī)對拖實驗系統(tǒng)，并給