1.一种机车速度测量调整装置,其特征在于,包括速度调整计算单元、机车车轮旋转速度采集单元、机车雷达速度采集单元、车载卫星定位系统速度采集单元;机车车轮旋转速度采集单元周期性地采集轴1至轴n的机车车轮旋转速度Vj(h),机车雷达速度采集单元周期性地采集机车雷达速度W(h),车载卫星定位系统速度采集单元周期性地采集车载卫星定位系统速度U(k)和定位状态信息X(k);采集车载卫星定位系统速度和定位状态信息的周期为TU,采集机车雷达速度和机车车轮旋转速度的周期为TV,TU大于TV;j的取值为1至n中的一个,n为机车的车轴数;
采用迭代计算的方式得到机车速度V和轴1至轴n的蠕滑度变化率xj2,方法是:步骤1,读取第k次迭代计算时的车载卫星定位系统速度U(k)和定位状态信息x(k);
步骤2,读取车载卫星定位系统速度U(k)同步采集时间点采集的轴1至轴n的机车车轮旋转速度Vj(k)和机车雷达速度W(k);
步骤3,判断车载卫星定位系统速度是否有效;判断为车载卫星定位系统速度有效时,转到步骤4;
判断为车载卫星定位系统速度无效时,转到步骤5;
步骤4,按照式
整定当前雷达速度变比系数PW(k)和当前轴1至轴n的轮/车速度调整系数Pj(k);令雷达速度调整系数PW等于PW(k),转到步骤6;
步骤5,推算调整机车雷达速度调整模型参数,即对m个点(k‑1,PW(k‑1))、(k‑2,PW(k‑
2))、…、(k‑m,PW(k‑m))进行直线拟合得到雷达速度变比一阶拟合直线,取雷达速度变比一* *阶拟合直线上点(k,PW (k))上的值PW(k)为当前雷达速度变比系数PW(k);令雷达速度调整系数PW等于PW(k),按照式*
计算雷达同步调整速度W(k);按照式
整定当前轴1至轴n的轮/车速度调整系数Pj(k);转到步骤6;
步骤6,按照式
计算当前机车速度VC(h),取机车车速V为当前机车速度VC(h);
对轴j的m个点(k,Pj(k))、(k‑1,Pj(k‑1))、…、(k‑m+1,Pj(k‑m+1))进行直线拟合得到轴j轮/车速度比系数一阶拟合直线,取轴j轮/车速度调整系数一阶拟合直线上点(k,Uj(k))的值Uj(k)为轴j的轮/车速度比系数Uj(k);m大于等于3;按照式计算轴j的蠕滑度变化率xj2。
2.如权利要求1所述的机车速度测量调整装置,其特征在于,车载卫星定位系统速度U(k)采样时刻之前的第τ个机车雷达速度采集时刻为车载卫星定位系统速度U(k)同步采集时间点,τ是延滞间隔周期数,延滞间隔周期数τ是将车载卫星定位系统速度获得时刻滞后于机车车轮旋转速度和机车雷达速度的获得时刻的时间滞后值转换成为的采集周期TV倍数值;获取延滞间隔周期数τ的方法是,满足的关系且最近连续的m1次判断车载卫星定位系统速度均为有效时,计算延滞间隔周期数τ;其中,β(k‑i)为最近的m1次机车加速度变化率,i等于0时的β(k‑i),为当前时刻的机车加速度变化率β(k);i等于1至m1‑1时的β(k‑i),分别为前m1‑1次计算延滞间隔周期数时获取的机车加速度变化率;ε为大于0的加速度变化阈值;机车加速度变化率按照式进行计算;其中,α(k)为最近一次采集的机车加速度,α(k‑1)为前一次采集的机车加速度;机车加速度按照式进行计算;其中,U(k‑1)为采集U(k)的前一次采集的车载卫星定位系统速度;
* * *
设待优化的参数为延滞间隔周期数为τ 和雷达速度调整系数pW ;延滞间隔周期数为τ*时,与U(k‑i)相对应的同步采集时间点采集的的机车雷达速度为W (k‑i),最小值优化目标函数是* *
取满足最优值Q的延滞间隔周期数τ为延滞间隔周期数τ;τ的取值范围是大于0且小于*
2/TV的整数,pW取值范围是大于等于0.8且小于等于1.2;m1大于等于10。
3.如权利要求2所述的机车速度测量调整装置,其特征在于,当定位状态信息X(k)中的定位状态为有效定位,且定位状态信息X(k)中正在使用解算位置的卫星数量大于等于δ个时,车载卫星定位系统速度为有效,否则,车载卫星定位系统速度为无效;要求δ取值大于等于4。
4.如权利要求3所述的机车速度测量调整装置,其特征在于,蠕滑度变化率xj2用于机车轮对空转牵引力控制;方法是,按照式计算轴j的空转风险值Ej;其中,xj1为轴j的轴间速度差,θ1为轴间速度差阈值;θ2为蠕滑度变化率阈值;γ1、γ2为非线性加权指数因子,且γ1≥1、γ2≥1;
对机车车轮旋转速度Vj(h)的n个值进行比较,取其中的最小值为机车车轮旋转速度最小值V0(h),轴j的轴间速度差xj1按照式xj1=Vj(h)‑V0(h)
进行计算;
轴j机车轮对的空转判断条件是,当Ej≥1时则判断轴j的机车轮对发生了空转;轴j空转牵引力控制过程是:过程I,空转牵引力减小过程;从空转风险值Rj大于等于1且持续增大开始,至空转风险值Rj从持续增大变为开始减小时结束,轴j空转牵引力控制比φj以轴j的减载斜率djd;过程I结束时的φj值为最低维持值φjL;
过程II,空转牵引力最低维持值维持过程;从过程I结束开始,空转风险值Ej持续减小至小于1时结束,控制φj等于最低维持值φjL;
过程III,空转牵引力恢复过程;从过程II结束开始,至φj增大到等于1结束,控制φj以恢复斜率dju开始增大;
其中,空转牵引力控制比φj为空转牵引力控制模块输出的轴j机车牵引力与输入的轴j机车牵引力之间的比值,且有0≤φj≤1;
轴j的减载斜率djd大小由轴j速差减载因子ej控制,按照式
计算速差减载因子ej,其中,γ0为速差减载控制因子,且1≤γ0≤2;轴j的减载斜率djd按照式进行计算,其中,dH为减载斜率上限值,dL为减载斜率下限值;em为速差减载因子限值,γ且有em=3 0。
5.如权利要求4所述的机车速度测量调整装置,其特征在于,机车车速V用于机车牵引力上限限幅控制,方法是,按照式对轴j的机车牵引力进行上限限幅控制,其中,Pjμ为轴j计算粘着重量,μk是计算粘着系数;Fj1是上限限幅控制前的轴j机车牵引力;Fj2是上限限幅控制后的轴j机车牵引力;ξ为轮轨粘着系数控制参数;
按照式
计算得到计算粘着系数μk,其中,a1、a2、a3、a4、a5为计算粘着系数的经验公式参数;按照式来确定轮轨粘着系数控制参数ξ,其中,Rm为雨量最大限值,取值范围是2mm/h~2.5mm/h;C11为实时雨量,输出范围是0至Rm;C12为轨面干湿度,输出范围是0至1,0表示轨面完全干燥,1表示轨面完全潮湿;b3是粘着系数雨量控制参数,取值范围是0.25≤b3≤0.4;b4是粘着系数轨面控制参数,取值范围是0.7≤b4≤0.9。