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第35届中国过程控制会议

作者：余剑烽李中奇杨辉华东交通大学电气与自动化工程学院轨道交通基础设施性能检测与保障国家重点实验室

针对重载列车惯性大、难开行的问题,以准确、稳定跟踪目标速度曲线,实现重载列车自动驾驶为控制目标,提出了一种基于locotrol同步控制系统的快速终端滑模自抗扰控制方法。首先,分析每一节车厢运行过程中的受力情况,并以此建立多机牵引... 详细信息

针对重载列车惯性大、难开行的问题,以准确、稳定跟踪目标速度曲线,实现重载列车自动驾驶为控制目标,提出了一种基于locotrol同步控制系统的快速终端滑模自抗扰控制方法。首先,分析每一节车厢运行过程中的受力情况,并以此建立多机牵引的重载列车多质点纵向动力学模型;然后,考虑到重载列车系统内部参数具有时变性和非线性强等特点,为提高系统的响应速度,保证系统误差可在有限时间内收敛,采用快速终端滑模控制方法进行控制器的设计,并引入自抗扰控制对系统中的不确定性及外部扰动进行估计补偿,以削弱滑模抖振,进一步提升系统鲁棒性。最后,结合大秦线的线路数据和优秀司机的驾驶速度曲线,以编组形式为"1+105+1+105+可控列尾"的重载列车为实验对象,利用MATLAB仿真软件对所提方法进行验证分析。仿真结果表明:所提方法较传统PID控制和自抗扰控制方法而言,在控制输出的平稳性、对目标曲线的跟踪精度以及减小车间纵向冲动方面均具有更好效果。

关键词：重载列车多机牵引快速终端滑模自抗扰控制多质点模型

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肩回交路条件下多机牵引机车周转图的优化

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中国铁道科学 2013年第5期34卷 134-139页

作者：郑亚晶张星臣张全华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 北京交通大学交通运输学院北京100044

针对采用机车肩回交路的重载铁路线路,将其列车运行图中的列车运行线转化为节点,机车周转线转化为边,运用机车转化为流,从而将机车周转图的优化问题转化为网络流问题。在此基础上,以运用机车数最少、单机走行数最少、附挂机车数最少、... 详细信息

针对采用机车肩回交路的重载铁路线路,将其列车运行图中的列车运行线转化为节点,机车周转线转化为边,运用机车转化为流,从而将机车周转图的优化问题转化为网络流问题。在此基础上,以运用机车数最少、单机走行数最少、附挂机车数最少、机车在站停留时间最短和机车工作均衡性最好为优化目标,以网络流问题中的节点流量守恒和节点流量要满足节点需求为约束条件,建立肩回交路条件下的多机牵引机车周转图多目标优化模型。按照优化目标函数的优先级,采用分层序列法对模型求解,并利用C#语言编写程序,通过调用ILOG CPLEX优化软件实现了该算法。算例表明,采用所给模型和据此编制的机车周转图优化程序,可以快速优化肩回交路条件下的多机牵引机车周转图。

关键词：机车周转图肩回交路多机牵引网络流分层序列法

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多机牵引同步控制系统的可靠性设计

多机牵引同步控制系统的可靠性设计

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作者：程晋然西南交通大学

学位级别：硕士

本论文以铁路局科研项目《机车重联牵引无线同步操纵装置》的为依托,主要工作为根据可靠性工程原理,对机车重联牵引无线同步操纵装置进行改进设计,以提高其可靠性。该研究工作对于重联牵引同步装置及其类似设备的可靠性提升具有一定的... 详细信息

本论文以铁路局科研项目《机车重联牵引无线同步操纵装置》的为依托,主要工作为根据可靠性工程原理,对机车重联牵引无线同步操纵装置进行改进设计,以提高其可靠性。该研究工作对于重联牵引同步装置及其类似设备的可靠性提升具有一定的现实意义和参考价值。论文首先阐述了可靠性理论基础及可靠性的评价指标,分别介绍了简单并联系统、三模余度表决系统、三重余度系统等工程中常用的提升可靠性的方法,在对上述方法分析比较的基础上,给出了适用于多机牵引同步装置的三模余度表决方案。该方案对输入的三个通道数字量进行三取二表决输出,对三个通道的模拟量进行三取二表决切换。根据可靠性理论的分析,该方案构成的系统平均无故障时间比单模系统有所减小,但在任务期则具有非常高的可靠度（R≈1）,该方案的特点与多机牵引同步控制系统对可靠度的需求相吻合。针对三模余度表决系统,提出了一种表决器硬件实现方案,该方案采用MCU作为表决器主控制器,并设计了监控模块对主控制器出错的小概率事件进行处理消除,以确保装置不会因表决控制芯片的偶发故障而失效。其中,若系统发生表决器可以判明确切出错通道的故障,先进行识别和表决输出,再通过蜂鸣器与显示屏给出声音和文字提示。对于多个通道出错,无法进行表决输出的情况,控制程序将锁定装置并给出声光报警,且只能在排除故障后经过人工解锁装置才能重新进入工作循环。基于Keil soft uVersion3集成开发环境编写代码实现上文提到的各种控制和故障识别功能。为验证表决装置设计的正确性和有效性,搭建了临时实验台,基于此平台完成了对三模余度表决装置的软件调试和功能验证。实验结果很好地验证了装置的各项功能满足设计要求,实现了多机牵引同步控制系统的三取二冗余表决输出,对系统可靠性的提升具有一定的价值。

关键词：多机牵引可靠性三模余度表决

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多机牵引无线同步控制的混合ARQ数据传输系统

多机牵引无线同步控制的混合ARQ数据传输系统

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作者：孙敏西南交通大学

学位级别：硕士

铁路是我国国民经济的大动脉,铁路运输能力直接影响着我国国民经济的发展。从20世纪80年代起,铁道部瞄准世界铁路科技发展前沿,把发展重载运输作为主攻方向之一。采用多机牵引开行组合列车,是实现重载运输的一个重要途径。另一方面,我... 详细信息

铁路是我国国民经济的大动脉,铁路运输能力直接影响着我国国民经济的发展。从20世纪80年代起,铁道部瞄准世界铁路科技发展前沿,把发展重载运输作为主攻方向之一。采用多机牵引开行组合列车,是实现重载运输的一个重要途径。另一方面,我国存在着大量线路复杂的山区铁路,其线路坡度陡,弯道多,隧道多,不具备建立GSM网络的条件。有必要研究适用于这些线路的无线同步智能控制技术,从而在现有线路和机车配置基础上实现多机车牵引开行组合列车,提高线路的运输能力、降低成本。本论文是根据成都机务段“机车无线重联同步操纵系统”项目要求,以SS电力机车为研究对象,针对现阶段电气重联中存在的问题,结合山区铁路无线信道的特点,开发了基于无线传输的多机牵引无线同步操控系统的数据传输子系统,为提高机车的牵引能力及机车的可靠运行提供了保障。本论文介绍了无线同步控制系统的功能及系统的组成模块;讨论了短距离无线通信技术在铁路无线数据传输中的优势;随后给出了系统的硬件设计,并对无线传输模块及接口电路设计进行了详细的阐述。为保证无线传输的可靠性,本文采用了目前热门的HARQ数据传输系统,并通过仿真对比,选择出了适合铁路无线环境的编码策略,验证了HARQ数据传输系统良好的纠错性能。在第四章所讨论的硬件平台上,本文分析了系统的软件控制流程,并基于C语言设计了CAN通信与无线通信的软件。最后对无线传输系统进行了实验验证,总结了所取得的成果。

关键词：多机牵引无线传输仿真混合ARQ CAN总线

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多机牵引无线同步智能控制系统的研究

多机牵引无线同步智能控制系统的研究

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作者：高青松西南交通大学

学位级别：硕士

多机牵引无线同步控制系统以其优良的系统特点在我国重载铁路运输中得到了一定的应用。目前国内使用的多机牵引无线同步控制系统多为美国GE公司的Locotrol系统,但其应用条件与我国的重载线路有着巨大的差异。基于此种现状,本论文结合成... 详细信息

多机牵引无线同步控制系统以其优良的系统特点在我国重载铁路运输中得到了一定的应用。目前国内使用的多机牵引无线同步控制系统多为美国GE公司的Locotrol系统,但其应用条件与我国的重载线路有着巨大的差异。基于此种现状,本论文结合成都铁路局项目“多机牵引无线同步操纵系统”,以SS3B非固定重联型电力机车为研究对象,对符合我国实际应用要求的多机牵引列车无线同步控制的理论和系统进行了研究。在深入学习和研究了国内外多机牵引无线同步控制系统的组成与工作原理后,根据我国重载运输线路的特殊性和复杂性,以及现有投入重载运输的电力机车的特点,采用无线通信方式来实现机车的分布式动力控制,解决列车运行中平稳性与安全性的问题。重点通过对多机牵引列车纵向动力学结论以及司机的优秀操纵经验的研究和分析总结,提出切实可行的列车安全运行控制策略。同时对多机牵引列车安全专家系统的理论进行了分析,提出了采用列车纵向力裕量作为列车运行安全性评价标准的新观点和方法,运用智能控制理论设计出了多机牵引无线同步控制系统。对系统总体结构和工作原理进行了详细的介绍,并对机车控制信号和状态信号的采集模块、无线通信传输模块、中央控制模块、输出控制模块和状态信号输出显示等模块的硬件电路设计思想和软件原理给予介绍,最后介绍了系统软硬件的可靠性措施。结合研制实际系统的过程以及本论文的研究结果,并通过该系统在实验室的试验运行,本文在文章结尾总结了取得的成果,提出了系统的不足,给出了作者的建议,同时对该项理论和技术的前景进行了分析和展望。

关键词：电力机车多机牵引同步控制智能控制数据采集

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