專利名稱：電力機(jī)車粘著控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力機(jī)車控制技術(shù)，尤其涉及一種電力機(jī)車粘著控制方法及裝置。
背景技術(shù)：
低速重載貨運(yùn)列車的運(yùn)行與客運(yùn)列車相比需要輪軌間提供更大的牽引力和制動(dòng)力，機(jī)車的牽引力和制動(dòng)力的形成主要依賴于輪軌之間的粘著。而輪軌間的粘著問題非常復(fù)雜，是一個(gè)具有較大不確定性的復(fù)雜和可變性很大的過程，受機(jī)車設(shè)計(jì)條件、環(huán)境條件和運(yùn)用條件等諸多因素的影響，這些不確定因素給粘著控制的深入研究帶來了很大困難。例如列車在較為潮濕、有油或有落葉的軌面上運(yùn)行時(shí)，機(jī)車牽引力就可能超過輪軌之間能提供的最大可用粘著力而發(fā)生連續(xù)的空轉(zhuǎn)或打滑，這不但使機(jī)車實(shí)際牽引力迅速降低，影響牽引功率的發(fā)揮，而且還會(huì)增加輪軌之間的磨損，降低機(jī)車運(yùn)行的平穩(wěn)性，嚴(yán)重的還可能影響到行車安全。多年的研究和試驗(yàn)表明，使用機(jī)車粘著控制可以有效地提高輪軌間的粘著利用率。因此，研究先進(jìn)的粘著控制方法來優(yōu)化利用輪軌間的粘著力是機(jī)車牽引系統(tǒng)的主要研究?jī)?nèi)容之一，國(guó)內(nèi)外著名的科研機(jī)構(gòu)、院校和企業(yè)投入了大量的人力和物力來研究粘著控制方法和相應(yīng)的粘著控制裝置，以提高可用粘著利用率。目如，已有的粘著控制方法有基于螺滑速度的粘著控制方法和基于粘著斜率的粘著控制方法。其中，基于蠕滑速度的粘著控制方法是根據(jù)粘著特性曲線，自動(dòng)地搜尋粘著峰值點(diǎn)，通過粘著控制調(diào)節(jié)機(jī)車車輪的蠕滑速度使其處于峰值點(diǎn)附近，從而達(dá)到對(duì)當(dāng)前粘著的最優(yōu)利用。如圖1所示的粘著特性曲線，橫坐標(biāo)為蠕滑速度，縱坐標(biāo)為粘著系數(shù)，曲線I為干燥路況下的粘著特性曲線，曲線2為潮濕路況下的粘著特性曲線。基于蠕滑速度的粘著控制方法分為直接蠕滑速度法和間接蠕滑速度法，直接蠕滑速度法根據(jù)估算的蠕滑速度實(shí)現(xiàn)粘著控制，間接蠕滑速度法通過適配車體加速度，并調(diào)節(jié)車輪相對(duì)車體的加速度實(shí)現(xiàn)對(duì)蠕滑速度的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)粘著控制。其缺點(diǎn)在于:直接蠕滑速度法得到的蠕滑速度通常是不準(zhǔn)確的，原因是電力機(jī)車的絕對(duì)速度難以獲得。一般通過機(jī)車輪對(duì)轉(zhuǎn)速間接得到機(jī)車的運(yùn)行速度，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重空轉(zhuǎn)或滑行時(shí)，車體加速度的適配值常會(huì)偏離其實(shí)際值，從而對(duì)間接蠕滑速度法的性能造成影響，所以蠕滑速度法難以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化粘著控制?；谡持甭实恼持刂品椒ㄊ峭ㄟ^對(duì)粘著特性曲線斜率的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)粘著峰值點(diǎn)的搜尋。由于無法獲得實(shí)際的粘著特性曲線，因而無法直接計(jì)算出粘著斜率，一般通過正交相關(guān)法和粘著系數(shù)導(dǎo)數(shù)法來估算。正交相關(guān)法建立在線性系統(tǒng)理論基礎(chǔ)上，通過在電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令上疊加一定幅度的測(cè)相信號(hào)，根據(jù)相位移與粘著斜率的單值對(duì)應(yīng)關(guān)系來實(shí)現(xiàn)粘著控制。粘著系數(shù)導(dǎo)數(shù)法通過估算出粘著系數(shù)并對(duì)其求導(dǎo)數(shù)來完成粘著峰值的判斷和搜尋。其缺點(diǎn)在于:正交相關(guān)法需要在電機(jī)上疊加測(cè)相信號(hào)，而此信號(hào)對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)而言是一種無法消除的干擾，必然影響電機(jī)控制系統(tǒng)的性能。粘著系數(shù)導(dǎo)數(shù)法需要通過微分得到粘著斜率，而微分運(yùn)算對(duì)噪聲有放大作用，容易受到噪聲的干擾，系統(tǒng)穩(wěn)定性和魯棒性較差
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電力機(jī)車粘著控制方法及裝置，以克服上述缺陷，提高可用粘著的利用率。本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種電力機(jī)車粘著控制方法，包括:實(shí)時(shí)采集機(jī)車輪軸轉(zhuǎn)速信息；將所述轉(zhuǎn)速信息進(jìn)行數(shù)字濾波處理，使其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；依據(jù)所述數(shù)字信號(hào)判定機(jī)車是否處于惰行狀態(tài)，若是，待接收到輪徑補(bǔ)償控制指令時(shí)，依據(jù)輪軸的轉(zhuǎn)速信息計(jì)算出該輪軸上兩對(duì)輪的輪徑修正系數(shù)；否則，粘著控制二型模糊模型依據(jù)采集的所述轉(zhuǎn)速信息得出相應(yīng)的粘著控制系數(shù)；以及，依據(jù)所述輪徑修正系數(shù)和所述粘著控制系數(shù)按照預(yù)設(shè)修正規(guī)則調(diào)整牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩給定值的修正系數(shù)。本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種電力機(jī)車粘著控制裝置，包括:速度傳感器，用于實(shí)時(shí)采集機(jī)車輪軸轉(zhuǎn)速信息；信號(hào)處理器，包括數(shù)字濾波處理模塊，用于對(duì)所述轉(zhuǎn)速信息進(jìn)行數(shù)字濾波處理，使其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；以及，粘著控制處理器，用于依據(jù)所述數(shù)字信號(hào)判定機(jī)車是否處于惰行狀態(tài)，若是，待接收到輪徑補(bǔ)償控制指令時(shí)，依據(jù)輪軸的轉(zhuǎn)速信息計(jì)算出該輪軸上兩對(duì)輪的輪徑修正系數(shù)；否則，粘著控制二型模糊模型依據(jù)采集的所述轉(zhuǎn)速信息得出相應(yīng)的粘著控制系數(shù)；然后依據(jù)所述輪徑修正系數(shù)和所述粘著控制系數(shù)按照預(yù)設(shè)修正規(guī)則調(diào)整牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩給定值的修正系數(shù)。本發(fā)明一個(gè)方面的技術(shù)效果是:本發(fā)明提出一種基于二型模糊系統(tǒng)的電力機(jī)車粘著控制方法，通過檢測(cè)牽引電機(jī)帶動(dòng)的輪軸的轉(zhuǎn)速，對(duì)給定機(jī)車的牽引力指令進(jìn)行修正。該方法采用粘著控制系統(tǒng)二型模糊模型，實(shí)現(xiàn)機(jī)車粘著狀態(tài)的判定，基于二型模糊模型調(diào)整給定牽引或制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化粘著控制。本發(fā)明提出的方法具有較強(qiáng)的魯棒性和處理不確定性的能力，由于二型模糊系統(tǒng)模型具有在線自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了粘著控制系統(tǒng)的智能化，進(jìn)而有效的提高了輪軌之間的粘著利用率，實(shí)現(xiàn)電力機(jī)車可用粘著力的優(yōu)化利用。本發(fā)明另一個(gè)方面的技術(shù)效果是:本發(fā)明提供的電力機(jī)車粘著控制裝置，提高了粘著控制系統(tǒng)的智能化，進(jìn)而有效的提高了輪軌之間的粘著利用率，實(shí)現(xiàn)電力機(jī)車可用粘著力的優(yōu)化利用。


圖1為粘著特性曲線；圖2為二型模糊模型的原理圖；圖3為本發(fā)明提供的電力機(jī)車粘著控制方法實(shí)施例一的流程示意圖；圖4為本發(fā)明提供的電力機(jī)車粘著控制方法實(shí)施例二的流程示意圖；圖5為本發(fā)明提供的電力機(jī)車粘著控制裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明提供的電力機(jī)車粘著控制裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖3示，本發(fā)明提供的電力機(jī)車粘著控制方法實(shí)施例一的流程示意圖。本實(shí)施例所述的電力機(jī)車粘著控制方法，包括:步驟S1、實(shí)時(shí)采集機(jī)車輪軸轉(zhuǎn)速信息；步驟S2、將所述轉(zhuǎn)速信息進(jìn)行數(shù)字濾波處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；步驟S3、依據(jù)所述數(shù)字信號(hào)判定機(jī)車是否處于惰行狀態(tài)，若是，待接收到輪徑補(bǔ)償控制指令時(shí)，依據(jù)輪軸的轉(zhuǎn)速信息計(jì)算出該輪軸上兩對(duì)輪的輪徑修正系數(shù)；否則，粘著控制二型模糊模型依據(jù)采集的所述轉(zhuǎn)速信息得出相應(yīng)的粘著控制系數(shù)；以及，步驟S4、依據(jù)所述輪徑修正系數(shù)和所述粘著控制系數(shù)按照預(yù)設(shè)修正規(guī)則調(diào)整牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩給定值的修正系數(shù)。本實(shí)施例提出了基于二型模糊模型的電力機(jī)車粘著控制方法，由于二型模糊模型具有較強(qiáng)的魯棒性和處理不確定性的能力，因此避免了現(xiàn)有粘著控制方法依賴精確蠕滑速度和容易受信號(hào)噪聲干擾的缺點(diǎn)；此外，二型模糊模型還具有在線自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的特點(diǎn)，能有效的提高粘著控制的智能化和輪軌間可用粘著力的優(yōu)化利用，對(duì)于提高我國(guó)機(jī)車平均粘著系數(shù)和鐵路今后進(jìn)一步提速與重載是十分必要的，具有重大的工程應(yīng)用意義。這里需要說明的是:本實(shí)施例中所述的二型模糊模型，如圖2所示，包括模糊器1、推理機(jī)2、粘著控制規(guī)則庫3、降型器4和解模糊器5。其工作原理:所述的模糊器I的精確值輸入端可輸入電力機(jī)車相應(yīng)牽引電機(jī)電流、輪對(duì)轉(zhuǎn)速等。所述模糊器I將輸入的精確值映射為二型模糊集合。所述推理機(jī)2通過其內(nèi)部預(yù)設(shè)的推理計(jì)算程序?qū)⑺龆湍：嫌成涞捷敵觥Ｋ稣持刂埔?guī)則庫3中規(guī)則的前件和后件是二型模糊集合，根據(jù)運(yùn)行試驗(yàn)與虛擬樣機(jī)數(shù)據(jù)，得到在線優(yōu)化的二型模糊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，利用基于支持向量學(xué)習(xí)機(jī)制的模糊建模方法，抽取支持向量和簡(jiǎn)約集向量來產(chǎn)生模糊規(guī)則，構(gòu)造適當(dāng)核函數(shù)來模糊劃分前件空間。所述降型器4把推理機(jī)2輸出的二型模糊集合轉(zhuǎn)換成一個(gè)一型降型集合。所述解模糊器5將降型集合精確化輸出粘著控制系數(shù)。優(yōu)選地，上述實(shí)施例中，所述的步驟2之后還包括:對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)處理，以濾出異常數(shù)字信號(hào)，以提高電力機(jī)車粘著控制方法的控制精度。如圖4所示，本發(fā)明提供的電力機(jī)車粘著控制方法實(shí)施例二的流程示意圖?；趯?shí)施例一，本實(shí)施例還包括以下步驟:步驟al、依據(jù)機(jī)車運(yùn)行參數(shù)、機(jī)車運(yùn)行環(huán)境參數(shù)和機(jī)車牽引結(jié)構(gòu)因素創(chuàng)建粘著控制二型模糊模型；步驟a2、根據(jù)當(dāng)前機(jī)車運(yùn)行情況需要對(duì)所述粘著控制二型模糊模型中的參數(shù)進(jìn)行賦初值處理，其中，所述參數(shù)為加速度閾值、蠕滑速度閾值和蠕滑率中任意一種或任意組
入
口 ο通過增設(shè)本實(shí)施例中所述的兩個(gè)步驟，可依據(jù)實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)或新發(fā)現(xiàn)的影響因素重新創(chuàng)建粘著控制二型模糊模型，使本實(shí)施提供的電力機(jī)車粘著控制方法具有更好的適用性。進(jìn)一步地，上述各實(shí)施例所述步驟S3中，基于已創(chuàng)建的粘著控制二型模糊模型依據(jù)采集的所述轉(zhuǎn)速信息得出相應(yīng)的粘著控制系數(shù)，如圖4所示，可通過以下步驟來實(shí)現(xiàn):依據(jù)所述數(shù)字信號(hào)判斷機(jī)車是否處于牽引運(yùn)行狀態(tài)，若是，計(jì)算牽引中間參數(shù)，并依據(jù)預(yù)設(shè)的加速度和蠕滑速度準(zhǔn)則判定輪軸是否處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，若輪軸處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，所述粘著控制二型模糊模型依據(jù)所述的牽引中間參數(shù)得出相應(yīng)的粘著控制系數(shù)；否則，機(jī)車處于制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算制動(dòng)中間參數(shù)，并依據(jù)預(yù)設(shè)的減速度和蠕滑速度準(zhǔn)則判定輪軸是否處于滑行狀態(tài)，若輪軸處于滑行狀態(tài)，所述粘著控制二型模糊模型依據(jù)所述的制動(dòng)中間數(shù)得出相應(yīng)的粘著控制系數(shù)。其中，所述牽引中間參數(shù)包括輪對(duì)加速度、機(jī)車速度、蠕滑速度及蠕滑率；所述制動(dòng)中間參數(shù)包括輪對(duì)減速度、機(jī)車速度、蠕滑速度及蠕滑率。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。如圖5示，本發(fā)明提供的電力機(jī)車粘著控制裝置的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。上述各實(shí)施例中所述的電力機(jī)車粘著控制方式可采用本實(shí)施例所述裝置來實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施例所述裝置包括:速度傳感器6、信號(hào)處理器7和粘著控制處理器8。所述速度傳感器6的數(shù)據(jù)輸出端與所述信號(hào)處理器7的輸入端通信連接，所述信號(hào)處理器7的數(shù)據(jù)輸出端與所述粘著控制處理器8的數(shù)字信號(hào)輸入端通信連接。其中，所述的速度傳感器6，用于實(shí)時(shí)采集機(jī)車輪軸轉(zhuǎn)速信息。在實(shí)際應(yīng)用中，所述的速度傳感器6可設(shè)置多個(gè)，以充分監(jiān)測(cè)機(jī)車某一輪軸的轉(zhuǎn)速，以及相鄰的其他輪軸的轉(zhuǎn)速，以更精確的計(jì)算得出所需的參數(shù)信息(如蠕滑速度、加速度等)，作為粘著控制二型模糊模型的精確值輸入，使得所述粘著控制二型模糊模型輸出的粘著控制系數(shù)更為合適，進(jìn)而提高輪軌間可用粘著的利用率。所述信號(hào)處理器7包括數(shù)字濾波處理模塊701。該數(shù)字濾波處理模塊701用于對(duì)所述轉(zhuǎn)速信息進(jìn)行數(shù)字濾波處理后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。所述粘著控制處理器8用于依據(jù)所述數(shù)字信號(hào)判定機(jī)車是否處于惰行狀態(tài)，若是，待接收到輪徑補(bǔ)償控制指令時(shí)，依據(jù)兩動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速信息計(jì)算出輪徑修正系數(shù)；否則，基于已創(chuàng)建的粘著控制二型模糊模型依據(jù)采集的所述轉(zhuǎn)速信息得出相應(yīng)的粘著控制系數(shù)；以及依據(jù)所述輪徑修正系數(shù)和所述粘著控制系數(shù)按照預(yù)設(shè)修正規(guī)則調(diào)整牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩給定值的修正系數(shù)。本實(shí)施例通過檢測(cè)相鄰輪軸的轉(zhuǎn)速信息，基于二型模糊模型對(duì)給定的機(jī)車牽引力進(jìn)行修正，具有較高的智能性。采用本實(shí)施例提供的電力機(jī)車粘著控制裝置可有效的提高輪軌之間的粘著利用率。在實(shí)際的應(yīng)用中，上述實(shí)施例提供的所述電力機(jī)車粘著控制裝置可設(shè)置在所述機(jī)車的每個(gè)牽引控制單元(Traction Control Unit,簡(jiǎn)稱TCU)中?？墒褂肨CU中的供電電源為電力機(jī)車粘著控制裝置提供工作電壓。優(yōu)選地，上述實(shí)施例中，如圖5所示，所述的信號(hào)處理器7還包括:異常數(shù)據(jù)處理模塊702。該異常數(shù)據(jù)處理模塊702用于對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)處理，濾出異常數(shù)字信號(hào)，以提高所述電力機(jī)車粘著控制裝置的控制精度。如圖6示，本發(fā)明提供的電力機(jī)車粘著控制裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖?；谏鲜龈鲗?shí)施例，本實(shí)施例還包括:二型模糊模型創(chuàng)建模塊11、變量初始化模塊10和存儲(chǔ)模塊
9。通過這些模塊的設(shè)置，用戶可依據(jù)實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)或新發(fā)現(xiàn)的影響因素等重新創(chuàng)建粘著控制二型模糊模型，使本實(shí)施提供的電力機(jī)車粘著控制裝置具有更好的適用性。其中，所述二型模糊模型創(chuàng)建模塊11用于依據(jù)機(jī)車運(yùn)行參數(shù)、機(jī)車運(yùn)行環(huán)境參數(shù)和機(jī)車牽引結(jié)構(gòu)因素創(chuàng)建粘著控制二型模糊模型，并將所述粘著控制二型模糊模型存儲(chǔ)至所述存儲(chǔ)模塊9中。所述變量初始化模塊10用于根據(jù)當(dāng)前機(jī)車運(yùn)行情況需要對(duì)所述粘著控制二型模糊模型中的參數(shù)進(jìn)行賦初值處理；其中，所述參數(shù)為加速度閾值、蠕滑速度閾值和蠕滑率中任意一種或任意組合。所述存儲(chǔ)模塊9用于存儲(chǔ)已創(chuàng)建的所述粘著控制二型模糊模型及各參數(shù)信息。上述各實(shí)施例中，所述的粘著控制處理器8，如圖6所示，可包括以下模塊:惰行狀態(tài)判定模塊801、輪徑補(bǔ)償模塊802、中間參數(shù)計(jì)算模塊805、空轉(zhuǎn)/滑行趨勢(shì)識(shí)別和控制模塊803、加速度/減速度和蠕滑速度粘著準(zhǔn)則模塊806以及系數(shù)修正模塊804。其中，所述惰行狀態(tài)判定模塊801用于依據(jù)接收的所述數(shù)字信號(hào)判定機(jī)車是否處于惰性運(yùn)行狀態(tài)，若是，調(diào)用所述輪徑補(bǔ)償模塊；否則，調(diào)用所述空轉(zhuǎn)/滑行趨勢(shì)識(shí)別和控制模塊。所述輪徑補(bǔ)償模塊802用于計(jì)算輪徑修正系數(shù)并輸出。所述中間參數(shù)計(jì)算模塊805用于計(jì)算機(jī)車處于牽引狀態(tài)或制動(dòng)狀態(tài)時(shí)的過程參數(shù)，所述過程參數(shù)包括牽引中間參數(shù)和制動(dòng)中間參數(shù)，其中所述牽引中間參數(shù)包括輪對(duì)加速度、機(jī)車速度、蠕滑速度及蠕滑率；所述制動(dòng)中間參數(shù)包括輪對(duì)減速度、機(jī)車速度、蠕滑速度及蠕滑率。所述加速度/減速度和蠕滑速度粘著準(zhǔn)則模塊806用于建立并存儲(chǔ)加速度和蠕滑速度準(zhǔn)則以及減速度和蠕滑速度準(zhǔn)則。所述空轉(zhuǎn)/滑行趨勢(shì)識(shí)別和控制模塊803用于依據(jù)所述加速度和蠕滑速度準(zhǔn)則以及減速度和蠕滑速度準(zhǔn)則判定機(jī)車處于空轉(zhuǎn)還是滑行狀態(tài)，依據(jù)判定結(jié)果調(diào)用所述中間參數(shù)計(jì)算模塊計(jì)算所需的中間參數(shù)，讀取所述粘著控制二型模糊模型，并將計(jì)算得出的中間參數(shù)輸入至粘著控制二型模糊模型推理得出相應(yīng)的粘著控制系數(shù)。所述系數(shù)修正模塊804用于接收所述輪徑補(bǔ)償模塊輸出的輪徑修正系數(shù)及所述空轉(zhuǎn)/滑行趨勢(shì)識(shí)別和控制模塊輸出的粘著控制系數(shù)，并依據(jù)接收的輪徑修正系數(shù)及粘著控制系數(shù)按照預(yù)設(shè)修正規(guī)則調(diào)整牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩給定值的修正系數(shù)。當(dāng)然，本發(fā)明所述粘著控制處理器不僅限于此，也可以是其他能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明所述粘著控制處理器實(shí)現(xiàn)功能的模塊組合。最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電力機(jī)車粘著控制方法，其特征在于，包括: 實(shí)時(shí)采集機(jī)車輪軸轉(zhuǎn)速信息； 將所述轉(zhuǎn)速信息進(jìn)行數(shù)字濾波處理，使其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)； 依據(jù)所述數(shù)字信號(hào)判定機(jī)車是否處于惰行狀態(tài)，若是，待接收到輪徑補(bǔ)償控制指令時(shí)，依據(jù)輪軸的轉(zhuǎn)速信息計(jì)算出該輪軸上兩對(duì)輪的輪徑修正系數(shù)；否則，粘著控制二型模糊模型依據(jù)采集的所述轉(zhuǎn)速信息得出相應(yīng)的粘著控制系數(shù)；以及， 依據(jù)所述輪徑修正系數(shù)和所述粘著控制系數(shù)按照預(yù)設(shè)修正規(guī)則調(diào)整牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩給定值的修正系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車粘著控制方法，其特征在于，所述的將所述轉(zhuǎn)速信息進(jìn)行數(shù)字濾波處理，使其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)之后，還包括: 對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)處理，濾出異常數(shù)字信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車粘著控制方法，其特征在于，還包括: 依據(jù)機(jī)車運(yùn)行參數(shù)、機(jī)車運(yùn)行環(huán)境參數(shù)和機(jī)車牽引結(jié)構(gòu)因素創(chuàng)建粘著控制二型模糊模型；以及 根據(jù)當(dāng)前機(jī)車運(yùn)行情況需要對(duì)所述粘著控制二型模糊模型中的參數(shù)進(jìn)行賦初值處理，其中，所述參數(shù)為加速度閾值、蠕滑速度閾值和蠕滑率中任意一種或任意組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的電力機(jī)車粘著控制方法，其特征在于，所述的粘著控制二型模糊模型依據(jù)采集的所述轉(zhuǎn)速信息得出相應(yīng)的粘著控制系數(shù)，包括: 依據(jù)所述數(shù)字信號(hào)判斷機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)； 若機(jī)車處于牽引運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算牽引中間參數(shù)，并依據(jù)預(yù)設(shè)的加速度和蠕滑速度準(zhǔn)則判定輪軸是否處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，若是，所述粘著控制二型模糊模型依據(jù)所述的牽引中間參數(shù)得出相應(yīng)的粘著控制系數(shù)； 若機(jī)車處于制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算制動(dòng)中間參數(shù)，并依據(jù)預(yù)設(shè)的減速度和蠕滑速度準(zhǔn)則判定輪軸是否處于滑行狀態(tài)，若是，所述粘著控制二型模糊模型依據(jù)所述的制動(dòng)中間參數(shù)得出相應(yīng)的粘著控制系數(shù)； 其中，所述牽引中間參數(shù)包括輪對(duì)加速度、機(jī)車速度、蠕滑速度及蠕滑率；所述制動(dòng)中間參數(shù)包括輪對(duì)減速度、機(jī)車速度、蠕滑速度及蠕滑率。
5.一種電力機(jī)車粘著控制裝置，其特征在于，包括: 速度傳感器，用于實(shí)時(shí)采集機(jī)車輪軸轉(zhuǎn)速信息； 信號(hào)處理器，包括數(shù)字濾波處理模塊，用于對(duì)所述轉(zhuǎn)速信息進(jìn)行數(shù)字濾波處理，使其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；以及， 粘著控制處理器，用于依據(jù)所述數(shù)字信號(hào)判定機(jī)車是否處于惰行狀態(tài)，若是，待接收到輪徑補(bǔ)償控制指令時(shí)，依據(jù)輪軸的轉(zhuǎn)速信息計(jì)算出該輪軸上兩對(duì)輪的輪徑修正系數(shù)；否則，粘著控制二型模糊模型依據(jù)采集的所述轉(zhuǎn)速信息得出相應(yīng)的粘著控制系數(shù)；然后依據(jù)所述輪徑修正系數(shù)和所述粘著控制系數(shù)按照預(yù)設(shè)修正規(guī)則調(diào)整牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩給定值的修正系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力機(jī)車粘著控制裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理器還包括:異常數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)處理，濾出異常數(shù)字信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力機(jī)車粘著控制裝置，其特征在于，還包括:二型模糊模型創(chuàng)建模塊、變量初始化模塊和存儲(chǔ)模塊；其中， 所述二型模糊模型創(chuàng)建模塊，用于依據(jù)機(jī)車運(yùn)行參數(shù)、機(jī)車運(yùn)行環(huán)境參數(shù)和機(jī)車牽引結(jié)構(gòu)因素創(chuàng)建粘著控制二型模糊模型，并將所述粘著控制二型模糊模型存儲(chǔ)至所述存儲(chǔ)模塊中； 所述變量初始化模塊，用于根據(jù)當(dāng)前機(jī)車運(yùn)行情況需要對(duì)所述粘著控制二型模糊模型中的參數(shù)進(jìn)行賦初值處理，其中，所述參數(shù)為加速度閾值、蠕滑速度閾值和蠕滑率中任意一種或任意組合； 所述存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)已創(chuàng)建的所述粘著控制二型模糊模型及各參數(shù)信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力機(jī)車粘著控制裝置，其特征在于，所述粘著控制處理器包括:惰行狀態(tài)判定模塊、輪徑補(bǔ)償模塊、中間參數(shù)計(jì)算模塊、空轉(zhuǎn)/滑行趨勢(shì)識(shí)別和控制模塊、加速度/減速度和蠕滑速度粘著準(zhǔn)則模塊以及系數(shù)修正模塊；其中， 所述惰行狀態(tài)判定模塊，用于依據(jù)接收的所述數(shù)字信號(hào)判定機(jī)車是否處于惰性運(yùn)行狀態(tài)，若是，調(diào)用所述輪徑補(bǔ)償模塊；否則，調(diào)用所述空轉(zhuǎn)/滑行趨勢(shì)識(shí)別和控制模塊； 所述輪徑補(bǔ)償模塊，用于計(jì)算輪徑修正系數(shù)并輸出； 所述中間參數(shù)計(jì)算模塊，用于計(jì)算機(jī)車處于牽引狀態(tài)或制動(dòng)狀態(tài)時(shí)的過程參數(shù)，所述過程參數(shù)包括牽引中間參數(shù)和制動(dòng)中間參數(shù)，其中所述牽引中間參數(shù)包括輪對(duì)加速度、機(jī)車速度、蠕滑速度及蠕滑率；所述制動(dòng)中間參數(shù)包括輪對(duì)減速度、機(jī)車速度、蠕滑速度及蠕滑率； 所述加速度/減速度和蠕滑速度粘著準(zhǔn)則模塊，用于建立并存儲(chǔ)加速度和蠕滑速度準(zhǔn)則以及減速度和蠕滑速度準(zhǔn)則； 所述空轉(zhuǎn)/滑行趨勢(shì)識(shí)別和控制模塊，用于依據(jù)所述加速度和蠕滑速度準(zhǔn)則以及減速度和蠕滑速度準(zhǔn)則判定機(jī)車處于空轉(zhuǎn)還是滑行狀態(tài)，依據(jù)判定結(jié)果調(diào)用所述中間參數(shù)計(jì)算模塊計(jì)算所需的中間參數(shù)，讀取所述粘著控制二型模糊模型，并將計(jì)算得出的中間參數(shù)輸入至粘著控制二型模糊模型推理得出相應(yīng)的粘著控制系數(shù)； 所述系數(shù)修正模塊，用于接收所述輪徑補(bǔ)償模塊輸出的輪徑修正系數(shù)及所述空轉(zhuǎn)/滑行趨勢(shì)識(shí)別和控制模塊輸出的粘著控制系數(shù)，并依據(jù)接收的輪徑修正系數(shù)及粘著控制系數(shù)按照預(yù)設(shè)修正規(guī)則調(diào)整牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩給定值的修正系數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力機(jī)車粘著控制裝置，其特征在于，還包括:供電電源，用于提供各器件所需的工作電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電力機(jī)車粘著控制方法和裝置。其中所述方法包括實(shí)時(shí)采集機(jī)車輪軸轉(zhuǎn)速信息；將所述轉(zhuǎn)速信息進(jìn)行數(shù)字濾波處理后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；依據(jù)所述數(shù)字信號(hào)判定機(jī)車是否處于惰行狀態(tài)，若是，待接收到輪徑補(bǔ)償控制指令時(shí)，依據(jù)兩動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速信息計(jì)算出輪徑修正系數(shù)；否則，基于已創(chuàng)建的粘著控制二型模糊模型依據(jù)采集的所述轉(zhuǎn)速信息得出相應(yīng)的粘著控制系數(shù)；以及，依據(jù)所述輪徑修正系數(shù)和所述粘著控制系數(shù)按照預(yù)設(shè)修正規(guī)則調(diào)整牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩給定值的修正系數(shù)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了粘著控制的智能化，有效的提高了輪軌之間的粘著利用率，實(shí)現(xiàn)了電力機(jī)車可用粘著力的優(yōu)化利用。
文檔編號(hào)G05B13/02GK103183037SQ20111045150
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者徐從謙, 黃景春, 車向中, 肖建 申請(qǐng)人:中國(guó)北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心