[发明专利]一种列车牵引控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于一种列车运行控制技术领域，特别涉及一种列车牵引控制技术领域。

背景技术

列车在加/减速行驶过程中，由于其内在特性(牵引传动系统机械转换效率的变化)和不断变化的外在干扰(大风、路破、列车重量、钢轨粘着系数)的影响，列车在不同的运行工况下，同一级位的牵引力无法保证列车以恒定的加速度运行。列车牵引加速度的不断变化会导致三个问题，一是时变的加速会恶化列车运行的平稳性与舒适性；二是在时变的加速度下，为了保持列车平稳性，司机需不断调整手柄级位，增加司机负担；三是无法精确控制列车全程的运行时间。

发明内容

为了解决上述技术问题，提供一个实时变化的牵引转矩，以补偿各种复杂运行工况对加速度的影响，本发明提供了一种基于恒加速度的列车牵引控制系统，包括初始化装置，加速度控制装置，中央控制器以及多个牵引传动装置。

上述初始化装置用于设置恒定的加速度目标值a₁和目标速度V₀。

上述加速度控制装置包括转速传感器，并通过转速传感器计算当前时刻列车运行速度v和实际加速度a₂，加速度控制装置将a₁、a₂及(a₁-a₂)的值输入到中央控制器中。

上述中央控制器根据目标加速度值a₁、实际加速度a₂及其差值计算出列车在考虑其内在特性和外在干扰的情况下的整个列车要达到目标加速度值a₁而实际需要的牵引转矩，并将该牵引转矩平均分配给列车的各个牵引传动装置。

上述牵引传动装置，对分配的牵引转矩进行处理，通过计算逆变器输出的电压与频率，变频器根据电压与频率进行变频变压控制，最终向牵引电机输出功率，以实现分配给该牵引传动装置的牵引转矩。

本发明涉及到两个计算方法，第一个计算方法是：基于转速传感器计算列车当前速度，例如转速传感器可以是安装于列车轮对上的转速传感器，该转速传感器用于采集当前时刻列车车轴的转速度，加速度控制装置可以结合列车轮对半径计算出列车运行速度v，进而计算出列车此时刻的加速度a₂。

第二个计算方法：计算列车牵引转矩F(v)，具体如下：

当给定列车质量等因素后，其内在特性(牵引传动系统机械转换效率的变化)一般是恒定的，因此考虑列车内在特性后的转矩与加速度计算公式为：

a=F(v)/rM-ω0(v)g]]>

其中，a是加速度，v是列车速度，r是列车轮对半径，ω₀(v)表示车辆每吨产生的阻力，可以表示为ω₀(v)＝A+Bv+Cv²，A,B，C为已知量，则整列车运行的阻力可以表示为ω₀(v)Mg，M是列车总质量，g是质量到重量的转换g＝9.8，则整列车运行的阻力可以表示为ω₀(v)Mg。

当列车恒加速度设定为a₁时，在没有任何外在干扰的情况下，我们可以得到理想转矩F₁(v)是

F₁(v)/r＝a₁M+ω₀(v)Mg (1)

当存在外在干扰时，我们把外在干扰对列车造成的阻力设为n，则在列车施加理想转矩F₁(v)时，列车能够实现的加速度a₂为