地鐵牽引電傳動系統(tǒng)關鍵控制技術及性能優(yōu)化研究.pdf

1、牽引電傳動系統(tǒng)是地鐵車輛裝備的核心與難點。本文著重針對異步電機矢量控制技術、車輛防滑/防空轉控制技術以及地鐵牽引電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定性控制技術分別展開研究，并通過大量的模型仿真及地面、現場實驗對研究成果進行了驗證。
　　面向地鐵牽引變流器低開關頻率約束條件，根據異步電機復矢量模型極點分布規(guī)律以及基于Frobenius矩陣范數的離散化誤差函數，指出了常規(guī)離散全階轉子磁鏈觀測器的問題和局限性;提出了一種基于狀態(tài)空間拆分重組的改進型離散全階轉

2、子磁鏈觀測器，其在有限迭代計算頻率下，電機運行全速度范圍內觀測結果穩(wěn)定收斂、離散化誤差較小且計算簡單;同時，設計了反饋增益矩陣對觀測器進行極點優(yōu)化配置，提高了觀測結果的收斂速度并改善了觀測器的電機參數敏感性;通過基于q軸磁鏈誤差補償的磁場定向實時校正策略，保證了異步電機轉子磁場的準確定向。
　　歸納總結了異步電機內在耦合因素，指出了現有電流環(huán)數字控制時延對異步電機解耦控制的影響;利用系統(tǒng)耦合度函數，分析了傳統(tǒng)電流控制器的解耦性能，

3、通過研究耦合效應與電流環(huán)極點分布規(guī)律之間的關系，提出了一種基于零極點對消原理的改進型電流控制器，同時引入雙線性離散化方法完成其數字化實現，使電流環(huán)系統(tǒng)在有限的控制頻率下，不僅具有良好的動態(tài)響應，而且消除了定子電流勵磁分量與轉矩分量之間的耦合效應。
　　根據地鐵車輛輪軌黏著分析，將架控雙軸模型等效為單軸模型完成了車體動力學模型的建立;引入了一階擾動觀測器以獲取當前路面黏著系數及其導數值信息，通過研究黏著特性曲線峰值點特征，結合車輛邏

4、輯控制，提出了一種以PI調節(jié)器為核心、轉矩微調函數C(t)輔助的基于最優(yōu)黏著利用的地鐵車輛防滑/防空轉控制策略，從而有效防止車輛空轉/打滑現象的發(fā)生，并實現惡劣輪軌接觸條件下的最優(yōu)黏著利用。
　　針對地鐵牽引電傳動系統(tǒng)主電路進行了詳細分析，建立了系統(tǒng)綜合線性化模型;利用基于級聯電氣系統(tǒng)環(huán)路增益的穩(wěn)定性分析方法，深入研究了直流側濾波器參數設計與異步電機矢量控制對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響;提出了一種基于阻抗匹配的穩(wěn)定性控制策略，通過實時調整牽