100%低地板車(chē)牽引傳動(dòng)系統(tǒng)分析與控制策略研究.pdf

1、100％低地板車(chē)以其獨(dú)有特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于城市軌道交通領(lǐng)域，具有廣闊的市場(chǎng)前景。本文詳細(xì)分析100％低地板車(chē)的特殊傳動(dòng)方式和由此帶來(lái)的導(dǎo)向問(wèn)題，結(jié)合牽引電機(jī)控制，深入分析研究了獨(dú)立輪對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的主動(dòng)導(dǎo)向和牽引控制策略，獲得以下重要成果，為我國(guó)在這一領(lǐng)域的研究，提供一種研究思路與方法。
　　 本文詳細(xì)分析了輪軌間的蠕滑作用力，建立了傳統(tǒng)剛性輪對(duì)和獨(dú)立輪對(duì)運(yùn)動(dòng)方程，推導(dǎo)出縱向蠕滑力對(duì)直線對(duì)中和曲線導(dǎo)向的作用機(jī)理。從電氣控制的角度

2、出發(fā)，提出了獨(dú)立輪對(duì)主動(dòng)導(dǎo)向控制方法，構(gòu)建一種新的100％低地板車(chē)輛牽引控制策略。基于轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速導(dǎo)向控制，結(jié)合牽引控制策略，把牽引控制與導(dǎo)向控制融為一體，仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法具有理想的控制效果。
　　 牽引電機(jī)的精確控制是實(shí)現(xiàn)獨(dú)立輪對(duì)主動(dòng)導(dǎo)向的關(guān)鍵。Γ-1等效電路適合于磁場(chǎng)定向控制分析，并在此基礎(chǔ)上提出了基于電流電壓混合模型的定子磁鏈定向控制方式，該方式可以根據(jù)電機(jī)的運(yùn)行速度分別采用電流和電壓模型并能平滑過(guò)渡，在全速度范圍內(nèi)穩(wěn)定

3、運(yùn)行。在兩側(cè)縱向電機(jī)動(dòng)態(tài)參數(shù)不一致的情況下，所提出的電流分布控制可以有效降低參數(shù)帶來(lái)的影響，設(shè)計(jì)速度補(bǔ)償器的參數(shù)可以保證其穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)性能，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立輪對(duì)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一控制。
　　 基于Γ-1等效模型，提出了一種利用擴(kuò)展卡爾曼濾波(Externded Kalman Filter，EKF)的無(wú)速度傳感器控制方法。該方法簡(jiǎn)化了狀態(tài)矩陣，減小EKF的計(jì)算量，并把參數(shù)的變化歸到測(cè)量和狀態(tài)噪聲中，提高控制精度。分析了死區(qū)時(shí)間和開(kāi)關(guān)管壓降對(duì)電機(jī)定

4、子電壓影響，得出一種定子電壓校正方案，準(zhǔn)確估算定子電壓，提高 EKF磁鏈觀測(cè)器精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了上述方法在較寬的范圍內(nèi)達(dá)到滿意的控制性能。
　　 根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)要求，設(shè)計(jì)了100％低地板車(chē)牽引、制動(dòng)特性曲線，并結(jié)合具體的線路條件設(shè)計(jì)了一套牽引計(jì)算軟件。該軟件可以模擬列車(chē)在實(shí)際線路中最大工況運(yùn)行的牽引-惰行-制動(dòng)全過(guò)程，并計(jì)算牽引電機(jī)、牽引變流器的電流、功率等電氣參數(shù)，為列車(chē)運(yùn)營(yíng)設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。最后設(shè)計(jì)了電機(jī)對(duì)拖實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并給