[发明专利]一种基于最优滑移率的列车防滑控制方法及其控制装置

摘要

本发明公开了一种基于最优滑移率的列车防滑控制方法及其控制装置，该方法首先根据制动缸压力计算出机车制动力；其次根据轮对速度和机车制动力估计出黏着力和黏着系数，并根据黏着力求出机车速度，再次根据黏着系数和滑移率之间的非线性关系，通过极值搜索算法计算出最优滑移率；然后根据实际滑移率和最优滑移率差值，防滑阀控制板通过运行PID控制算法，求解得到制动力矩；基于制动力矩控制防滑阀开关来对制动缸进行排风或再充风，调节制动缸压力直到达到求解出的制动力矩。本发明的防滑控制方法以实现滑移率最优为控制目标，通过调整控制器参数，使车轮滑移率控制在最优滑移率附近，保证在不同轨道环境下行驶时都具有良好的防滑控制效果。

主权项

1.一种基于最优滑移率的列车防滑控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：获取制动缸压力以及轮对速度，并基于制动缸压力与轮对速度分别计算出机车制动力、黏着力、黏着系数以及机车速度；S2：判断步骤S1计算出的机车速度是否大于预设阈值，若大于，对制动缸压力进行调整控制，执行步骤S3；否则，保持制动缸压力不变；S3：基于黏着系数和滑移率之间的非线性关系采用扰动极值算法计算出最优滑移率，以及基于当前机车速度以及轮对速度计算出实际滑移率；S4：判断所述最优滑移率和实际滑移率是否相等，若相等，保持制动缸压力不变；否则，执行步骤S5；S5：根据所述最优滑移率与实际滑移率的差值运行PID控制算法得到制动力矩；其中，根据计算出的制动力矩对制动缸进行排风或充风调节制动缸压力，所述制动力矩的计算公式如下：式中，T_b为制动力矩，R是车轮的半径，F_r是车辆受到的基本阻力，J是转动惯量，k_p，Ti和Td分别是PID控制器的比例系数、时间积分常数、时间微分常数，m是车辆的质量，为黏着力，e(t)为当前时刻最优滑移率与实际滑移率的差值，λ^*为最优滑移率。