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专利号: 2023104728093
申请人: 湖南工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多轴电力机车牵引力平衡控制系统,其特征在于,包括总牵引力上限限幅模块、牵引力自平衡分配模块、空转牵引力控制模块和机车速度调整处理模块;

总牵引力上限限幅模块依据粘着系数经验计算模型对机车总牵引力进行上限限幅控制;牵引力自平衡分配模块依据轴1至轴n的轴间速度差、轮对速度变化率和轮荷重进行轴1至轴n的机车牵引力分配;空转牵引力控制模块中,轴1至轴n分别依据蠕滑度和蠕滑度变化率判断机车轮对是否发生空转,并依照空转判断结果决定是否对机车牵引力进行减载控制;n为多轴电力机车的轴数;

牵引力自平衡分配模块依据轴1至轴n的轴间速度差、轮对速度变化率和轮荷重进行轴

1至轴n的机车牵引力分配的方法是,按照式

计算轴j的牵引力分配因子cj;其中,yj1为轴j的轴间速度差, 为轴间速度差阈值,yj2为轴j的轮对速度变化率, 为轮对速度变化率阈值;γ c为分配调整因子,取值范围是0.5<

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γ c<1; 的取值范围是0.05m/s~0.4m/s之间; 的取值范围是0.003km/s~0.03km/s 之间;j的取值为1至n之一;

按照式

计算轴 j的分配权重值bj;其中,γ F为非线性调整系数,γ F的取值范围是满足0.85≤γ F≤1.5;

按照式

进行机车牵引力分配,其中,Fj2为分配给轴j的机车牵引力,Pj为轴j的轮荷重, 为轴的轮荷重, 为轴 的分配权重值,F1为经过总牵引力上限限幅模块限幅后的机车总牵引力;

总牵引力上限限幅模块依据粘着系数经验计算模型对机车总牵引力进行上限限幅控制的方法是,粘着系数经验计算模型为其中,V是机车车速,μk是计算粘着系数, 、 、 、 、 为计算粘着系数的经验公式参数;

对机车总牵引力进行上限限幅控制的方法是,

其中,F是总牵引力上限限幅模块输入的机车总牵引力;PZ是总轴重,为轴1至轴n的轮荷重之和;μk•PZ为机车总牵引力限定值;

所述轴1至轴n分别依据蠕滑度和蠕滑度变化率判断机车轮对是否发生空转的方法是,当轴j的空转风险值Ej大于等于1时,则轴j机车轮对发生空转;空转风险值Ej按照式进行计算,其中,xj1为轴j的蠕滑度,θ1为蠕滑度阈值;xj2为轴j的蠕滑度变化率,θ2为蠕滑度变化率阈值;γ 1、γ 2为非线性加权指数因子,且γ 1≥10、γ 2≥10;

依照空转判断结果决定是否对机车牵引力进行减载控制的方法是,当判断轴j发生轮对空转时,通过减小空转牵引力控制比Φj来进行轴j机车牵引力减载,实现空转牵引力控制;空转牵引力控制比Φj为空转牵引力控制后的轴j机车牵引力与空转牵引力控制前的轴 j机车牵引力之间的比值,且有0≤Φj≤1;

通过减小空转牵引力控制比Φj来进行轴j机车牵引力减载的方法是,轴j机车牵引力减载的速率由减载斜率djd控制;蠕滑度xj1越小时减载斜率djd的值越小,蠕滑度xj1越大时减载斜率djd的值越大;轴j减载斜率djd的大小由轴j蠕滑减载因子ej控制,按照式计算蠕滑减载因子ej,其中,γ 0为蠕滑减载控制因子,且1≤γ 0≤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为蠕滑减载因子限值,且有 ;

空转牵引力控制模块实现空转牵引力控制的过程是:

过程I,空转牵引力减小过程;从空转风险值Ej大于等于1且持续增大开始,至空转风险值Ej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以减载斜率djd减小;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,空转牵引力控制模块控制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,控制Φj以恢复斜率dju增大,至Φj增大到等于1时结束。