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基于变步长极值搜索的列车黏着控制方法研究

2022-01-10柳海科袁忠于

铁道机车车辆 2021年6期

柳海科,袁忠于

(兰州交通大学 机电工程学院,兰州 730070)

随着我国高铁行业的迅速崛起,高速列车运行的节能性和轮轨黏着的有效性备受人们的关注[1-2]。在天气恶劣的情况下,由于轮轨表面受雨、雪等外界因素影响,黏着系数则会随之下降,这样可能会导致车体发生空转/滑行,最终造成轮轨擦伤、磨损,甚至脱轨等严重现象。

列车的黏着工作点处于最优蠕滑速度处(即最大黏着系数附近),是实现最优黏着控制的充分且必要条件,而此工作点处于黏滑特性的稳定区和非稳定区的交界处,同时也并非固定不变[3]。

目前有很多研究者提出多种控制方法:比较传统的组合校正等策略[4-7]多数是以设置固定的速度差和加速度的阈值作为空转的判断依据,并且通过不断地削减电机转矩来消除空转,当路面情况良好时,又逐渐增加电机转矩使列车恢复到原来较为平衡的行驶状态。而在现实中,随路况的变化,最大黏着系数和与之相应的蠕滑速度值都会随之变化。若以固定值来作判断依据,显然略显牵强,而且这种方法的黏着利用率不会很高;文献[8-9]采用的最优黏着控制策略则多数是用传统的固定步长去搜寻不同路况下黏滑特性曲线的峰值,在此过程中,固定步长的确定是一个难题,并且对控制系统的搜索精度和速度的影响也很大;在搜索峰值的过程中,获取黏滑特性曲线斜率也可采用相位移的方法,但是这种方法是建立在线性化列车的牵引动力模型之上,其频率工作点有着很差的观察范围,且至今在实际使用中也不是很成熟[10];……

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