CN109968998A - 一种动车车厢牵引电机的控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种动车车厢牵引电机的控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种动车车厢牵引电机的控制系统，其特征在于：包括车头控制模块和多个车厢控制模块；还提供了一种根据上述控制系统的控制方法，其特征在于：每个车厢控制模块将当前速度信号传输到车头控制模块，车头控制模块对收到的所有当前速度信号进行处理并将得到补偿速度信号发送给相应的车厢控制模块，每个车厢控制模块将补偿速度信号、给定速度信号和当前速度信号叠加得到速度偏差信号，并根据速度偏差信号调节牵引电机的速度。采用本发明所述的控制系统和方法，能有效减少和避免车厢与车厢之间冲撞，从而减少车厢连接部件的损坏、提高动车安全性能，能用于采用不同类型牵引电机的动车，便于动车灵活编组，提高动车运行效率。

Description

一种动车车厢牵引电机的控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及交通运输技术领域，特别是一种动车车厢牵引电机的控制系统及其控制方法。
背景技术
动车的每节车厢两头通常各有一个转向架，两个转向架之间由一根车轴连接，每个转向架上有两个轮对，每个轮对有两个轮子。动车的牵引电机安装在转向架上，牵引电机的转轴通过变速器与转向架上的轮轴连接，每个轮对通过一个牵引电机驱动。因此，一节动车车厢就有4台牵引电机驱动4个轮对的轮子运行。另外，动车的车厢之间有车钩连接，车钩除了起到连接车厢的作用，还能使车厢之间保持一定距离，同时起到传递牵引力、制动力和纵向冲击力的作用。车钩上还设置有车钩缓冲器，车钩缓冲器用来缓和列车运行及调车作业时车辆之间的冲撞，吸收冲击动能，减小车辆相互冲击时所产生的动力作用，对车辆的安全运输起着重要的保障。
当动车在匀速运行过程中进行加减速时，时常会出现动车车厢与车厢之间的多个牵引电机不同步的情况，这将造成车厢与车厢之间产生冲撞。这种冲撞严重时危害很大，将会造成车钩缓冲装置配件变形、车钩分离事故等，甚至导致列车运行中解体。上述危害不但使本列车晚点运行，而且往往耽误其它后续列车，严重时将造成铁路局部运输瘫痪。
发明内容
针对背景技术的问题，本发明提供一种动车车厢牵引电机的控制系统，同时还提供一种针对上述控制系统的控制方法，以解决动车车厢之间由于各车厢牵引电机转速不同步，造成车厢与车厢之间冲撞，从而损坏车厢连接部件、增加运行成本，危及动车安全性能，影响动车正常运行的问题。
为实现本发明的目的，本发明提供了一种动车车厢牵引电机的控制系统，其创新点在于：包括车头控制模块和多个车厢控制模块；所述车头控制模块包括速度给定模块、速度补偿处理模块、车头发送通信模块和车头接收通信模块；单个车厢控制模块包括比较模块、牵引控制模块、电机测速模块、至少1个牵引电机、车厢发送通信模块和车厢接收通信模块；
所述速度给定模块与速度补偿处理模块连接，所述速度给定模块和速度补偿处理模块均与车头发送通信模块连接，所述车头接收通信模块与速度补偿处理模块连接；所述车厢接收通信模块与比较模块连接，所述比较模块与牵引控制模块连接，所述牵引电机与牵引控制模块连接，所述牵引电机与电机测速模块连接，电机测速模块与车厢发送通信模块连接，电机测速模块还与比较模块连接；所述多个车厢发送通信模块均与车头接收通信模块连接，所述多个车厢接收通信模块均与车头发送通信模块连接；
所述速度给定模块，用于接收驾驶员输入的给定速度信号，且能将给定速度信号传输给车头发送通信模块速度补偿处理模块；
所述电机测速模块用于实时检测牵引电机的当前速度，并将获取的当前速度信号同时传输给车厢发送通信模块和比较模块；
所述速度补偿处理模块能对收到的多个当前速度信号进行处理，并将得到的多个补偿速度信号传输给车头发送通信模块；速度补偿处理模块还能根据收到的给定速度信号和当前速度信号判断调速进程是否需要继续进行；
所述比较模块能对给定速度信号、当前速度信号和补偿速度信号进行处理得到调整速度信号，并将调整速度信号传输给牵引控制模块；
所述牵引控制模块用于驱动控制与之连接的牵引电机运转，并调节与之连接的牵引电机的转速；
车头发送通信模块能将列车给定速度信号传输给各个车厢接收通信模块，以及能将多个速度补偿信号分别发送给对应的车厢控制模块。
进一步地，所述牵引电机为永磁同步电机；单个所述车厢控制模块包括1个牵引电机。
进一步地，所述牵引电机为异步电机；单个所述车厢控制模块包括4个牵引电机，4个牵引电机)均与牵引控制模块连接，4个牵引电机均与电机测速模块连接。
本发明还提供了一种根据上述动车车厢牵引电机的控制系统的控制方法，其创新点在于：所述控制方法包括：
当动车在匀速运行的过程中提速或降速时，
(一)驾驶员通过速度给定模块输入给定速度，速度给定模块将给定速度信号传输给速度补偿处理模块；同时，速度给定模块将给定速度信号通过车头发送通信模块发送给每个车厢接收通信模块，每个车厢接收通信模块再将收到的给定速度信号发送给对应的比较模块；
(二)每个车厢控制模块的电机测速模块实时检测并获取对应牵引电机的当前速度信号，并将对应的当前速度信号传输给对应的比较模块；同时，每个车厢控制模块的电机测速模块通过对应的车厢发送通信模块将对应的当前速度信号传输给车头接收通信模块；
车头接收通信模块将接收到的每个车厢控制模块的当前速度信号传输给速度补偿处理模块；
(三)速度补偿处理模块将收到的每个车厢控制模块的当前速度信号逐一与所述给定速度信号进行比较运算得到多个速度偏差值ω偏，所述ω偏为当前速度信号值与给定速度信号值的差值的绝对值，将动车调速完成达到匀速运行后所述当前速度信号值相对于给定速度信号值的允许偏差范围记为ω允，ω允为设定值；当任意一个ω偏大于ω允，则进入步骤(四)，当每个ω偏均小于或等于ω允，则本次调速进程结束；
(四)速度补偿处理模块按方法一获取每个车厢控制模块对应的补偿速度，并将得到的每个补偿速度信号通过车头发送通信模块传输给对应的车厢控制模块的车厢接收通信模块，每个车厢接收通信模块再将收到的补偿速度信号发送给对应的比较模块；
(五)每个车厢控制模块的比较模块对收到的给定速度信号、当前速度信号和补偿速度信号进行叠加处理得到调整速度信号，每个车厢控制模块的比较模块将得到的调整速度信号传输给对应的牵引控制模块，每个车厢控制模块的牵引控制模块根据收到的调整速度信号调节与之连接的牵引电机的转速；返回步骤(二)；
所述方法一包括：
设动车包括n个车厢控制模块，则速度补偿处理模块收到的当前速度信号共有n个；单个速度补偿处理模块对应的补偿速度按如下方式获取：将某一个车厢控制模块记为车厢控制模块i，将车厢控制模块i的当前速度信号的值记为ωi，其中i的取值范围为1～n；将除车厢控制模块i以外的车厢控制模块记为车厢控制模块ir，其中r的取值范围为1～n-1，将车厢控制模块ir的当前速度信号的值记为ωir；将与ωi对应的补偿速度信号的值记为ωi补，ωi补按公式一获取；
按上述方式获取每一个速度补偿处理模块对应的补偿速度；
所述公式一为：
其中，Kir为与车厢控制模块i对应的速度补偿增益系数，Kir按公式二获取；
所述公式二为：
其中，Ji为车厢控制模块i所辖牵引电机的转动惯量；Jir为车厢控制模块ir所辖牵引电机的转动惯量。
本发明的原理如下：动车的各个车厢控制模块实时采集各自所辖牵引电机的当前速度，并将各自牵引电机的当前速度反馈到速度补偿模块，速度补偿模块对每次收到的全部当前速度信号进行比较运算，得到每个车厢控制模块牵引电机与其他车厢控制模块牵引电机的当前速度误差总和，即每个车厢控制模块的补偿速度，然后将各个补偿速度信号分别发送回各个相应的车厢控制模块，每个车厢控制模块将给定速度、当前速度和补偿速度进行叠加得到速度偏差，并将得到的速度偏差信号传输给牵引控制模块以调整与其连接的牵引电机的转速。上述过程循环往复直到整列动车达到给定速度并匀速运行为止，从而达到各个车厢的牵引电机的速度同步调节的目的，最终实现各个动车车厢车轮的转速同步，从而避免车厢之间的冲撞。
另一方面，本发明所述的控制系统通过调整各个车厢控制模块中牵引电机与牵引控制模块和电机控制模块之间配置，既适用于采用异步电机的动车车厢运行速度的同步调节，又适用于采用永磁同步电机的动车车厢运行速度的同步调节，适用范围更广。与此同时，由于本发明所述的控制系统和控制方法对动车车厢的个数n没有限制，所以能适用于不同车厢编组的动车，以便于铁路调度系统灵活应对客流量的波动，快速制定计划开行不同编组、不同速度等级的动车。
由此可见，本发明具有如下的有益效果：采用本发明所述的控制系统及方法，能有效减少和避免车厢与车厢之间冲撞，从而减少车厢连接部件的损坏、降低运行成本、提高动车安全性能，保障动车正常运行；且能够适用于采用不同类型牵引电机的动车，适用范围广；还能便于动车灵活编组，提高动车运行效率。
附图说明
本发明的附图说明如下。
附图1本发明所述控制系统的连接示意图；
附图2本发明所述控制系统的车头控制模块的连接示意图；
附图3为第一实施例中车厢控制模块的连接示意图；
附图4为第二实施例中车厢控制模块的连接示意图。
图中：1、车头控制模块；2、车厢控制模块；11、速度给定模块；12、速度补偿处理模块；13、车头发送通信模块；14、车头接收通信模块；21、比较模块；22、牵引控制模块；23、电机测速模块；24、牵引电机；25、车厢发送通信模块；26、车厢接收通信模块。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
如附图1至附图3所示动车车厢牵引电机的控制系统的第一实施例，包括车头控制模块1和多个车厢控制模块2，每个车厢控制模块2均与车头控制模块1连接；所述车头控制模块包括速度给定模块11、速度补偿处理模块12、车头发送通信模块13和车头接收通信模块14；单个车厢控制模块2包括比较模块21、牵引控制模块22、电机测速模块23、牵引电机24、车厢发送通信模块25和车厢接收通信模块26；
所述速度给定模块11与速度补偿处理模块12连接，所述速度给定模块11和速度补偿处理模块12均与车头发送通信模块13连接，所述车头接收通信模块14与速度补偿处理模块12连接；所述车厢接收通信模块26与比较模块21连接，所述比较模块21与牵引控制模块22连接，所述牵引电机24与牵引控制模块22连接，所述牵引电机24与电机测速模块23连接，电机测速模块23与车厢发送通信模块25连接，电机测速模块23还与比较模块21连接；所述多个车厢发送通信模块25均与车头接收通信模块14连接，所述多个车厢接收通信模块26均与车头发送通信模块13连接；
所述速度给定模块11，用于接收驾驶员输入的给定速度信号，且能将给定速度信号传输给车头发送通信模块13速度补偿处理模块12；
所述电机测速模块23用于实时检测牵引电机24的当前速度，并将获取的当前速度信号同时传输给车厢发送通信模块25和比较模块21；
所述速度补偿处理模块12能对收到的多个当前速度信号进行处理，并将得到的多个补偿速度信号传输给车头发送通信模块13；速度补偿处理模块12还能根据收到的给定速度信号和当前速度信号判断调速进程是否需要继续进行；
所述比较模块21能对给定速度信号、当前速度信号和补偿速度信号进行处理得到调整速度信号，并将调整速度信号传输给牵引控制模块22；
所述牵引控制模块22用于驱动控制与之连接的牵引电机24运转，并调节与之连接的牵引电机24的转速；
车头发送通信模块13能将列车给定速度信号传输给各个车厢接收通信模块26，以及能将多个速度补偿信号分别发送给对应的车厢控制模块2；
所述牵引电机为永磁同步电机。
与第一实施例相对应的动车车厢牵引电机的控制方法包括：
当动车在匀速运行的过程中提速或降速时，
(一)驾驶员通过速度给定模块11输入给定速度，速度给定模块11将给定速度信号传输给速度补偿处理模块12；同时，速度给定模块11将给定速度信号通过车头发送通信模块13发送给每个车厢接收通信模块26，每个车厢接收通信模块26再将收到的给定速度信号发送给对应的比较模块21；
(二)每个车厢控制模块2的电机测速模块23实时检测并获取对应牵引电机24的当前速度信号，并将对应的当前速度信号传输给对应的比较模块21；同时，每个车厢控制模块2的电机测速模块23通过对应的车厢发送通信模块25将对应的当前速度信号传输给车头接收通信模块14；
车头接收通信模块14将接收到的每个车厢控制模块2的当前速度信号传输给速度补偿处理模块12；
(三)速度补偿处理模块12将收到的每个车厢控制模块2的当前速度信号逐一与所述给定速度信号进行比较运算得到多个速度偏差值ω偏，所述ω偏为当前速度信号值与给定速度信号值的差值的绝对值，将动车调速完成达到匀速运行后所述当前速度信号值相对于给定速度信号值的允许偏差范围记为ω允，ω允为设定值，通常ω允可按给定速度大小的1％来设定，例如给定速度为200km/h，则ω允可设定为2km/h；当任意一个ω偏大于ω允，则进入步骤(四)，当每个ω偏均小于或等于ω允，则本次调速进程结束；
(四)速度补偿处理模块12按方法一获取每个车厢控制模块2对应的补偿速度，并将得到的每个补偿速度信号通过车头发送通信模块13传输给对应的车厢控制模块2的车厢接收通信模块26，每个车厢接收通信模块26再将收到的补偿速度信号发送给对应的比较模块21；
(五)每个车厢控制模块2的比较模块21对收到的对应的给定速度信号、当前速度信号和补偿速度信号进行叠加处理得到的对应的调整速度信号，所述三个信号的叠加处理，即将当前速度信号和补偿速度信号以负反馈的方式与给定速度信号叠加，具体地可以将给定速度信号取正值，当前速度信号和补偿速度信号取负值，上述三个信号的值做代数和处理即得到调整速度的值；每个车厢控制模块2的比较模块21将得到的调整速度信号传输给对应的牵引控制模块22，每个车厢控制模块2的牵引控制模块22根据收到的调整速度信号调节控制与之连接的牵引电机24的转速；返回步骤(二)；
所述方法一包括：
设动车包括n个车厢控制模块2，则速度补偿处理模块12收到的当前速度信号共有n个；单个速度补偿处理模块12对应的补偿速度按如下方式获取：将某一个车厢控制模块2记为车厢控制模块i，将车厢控制模块i的当前速度信号的值记为ωi，其中i的取值范围为1～n；将除车厢控制模块i以外的车厢控制模块2记为车厢控制模块ir，其中r的取值范围为1～n-1，将车厢控制模块ir的当前速度信号的值记为ωir；将与ωi对应的补偿速度信号的值记为ωi补，ωi补按公式一获取；
按上述方式获取每一个速度补偿处理模块12对应的补偿速度；
所述公式一为：
其中，Kir为与车厢控制模块i对应的速度补偿增益系数，Kir按公式二获取；
所述公式二为：
其中，Ji为车厢控制模块i所辖牵引电机24的转动惯量；Jir为车厢控制模块ir所辖牵引电机24的转动惯量。
如附图1、附图2和附图4所示动车车厢牵引电机的控制系统的第二实施例，与第一实施例的不同在于：所述牵引电机24为异步电机；单个所述车厢控制模块2包括4个牵引电机24，4个牵引电机24均与牵引控制模块22连接，4个牵引电机24均与电机测速模块23连接；电机测速模块23检测牵引电机24的当前速度为4个牵引电机当前速度的平均值，单个牵引控制模块22同步调整控制与之连接的4个牵引电机24的转速。
第二实施例对应的动车车厢牵引电机的控制方法与第一实施例所述的控制方法不同在于：电机测速模块23检测牵引电机24的当前速度为与检测牵引电机24连接的4个牵引电机当前速度的平均值，补偿处理模块12是对各个车厢控制模块所辖4个牵引电机当前速度的平均值进行处理，单个牵引控制模块22调整控制与之连接的4个牵引电机24的转速。所述公式二中，所述车厢控制模块i所辖牵引电机24的转动惯量Ji为4个牵引电机转动惯量的平均值；所述车厢控制模块ir所辖牵引电机24的转动惯量Jir为4个牵引电机转动惯量的平均值。

Claims (4)

1.一种动车车厢牵引电机的控制系统，其特征在于：包括车头控制模块(1)和多个车厢控制模块(2)；所述车头控制模块包括速度给定模块(11)、速度补偿处理模块(12)、车头发送通信模块(13)和车头接收通信模块(14)；单个车厢控制模块(2)包括比较模块(21)、牵引控制模块(22)、电机测速模块(23)、至少1个牵引电机(24)、车厢发送通信模块(25)和车厢接收通信模块(26)；
所述速度给定模块(11)与速度补偿处理模块(12)连接，所述速度给定模块(11)和速度补偿处理模块(12)均与车头发送通信模块(13)连接，所述车头接收通信模块(14)与速度补偿处理模块(12)连接；所述车厢接收通信模块(26)与比较模块(21)连接，所述比较模块(21)与牵引控制模块(22)连接，所述牵引电机(24)与牵引控制模块(22)连接，所述牵引电机(24)与电机测速模块(23)连接，电机测速模块(23)与车厢发送通信模块(25)连接，电机测速模块(23)还与比较模块(21)连接；所述多个车厢发送通信模块(25)均与车头接收通信模块(14)连接，所述多个车厢接收通信模块(26)均与车头发送通信模块(13)连接；
所述速度给定模块(11)，用于接收驾驶员输入的给定速度信号，且能将给定速度信号传输给车头发送通信模块(13)和速度补偿处理模块(12)；
所述电机测速模块(23)用于实时检测牵引电机(24)的当前速度，并将获取的当前速度信号同时传输给车厢发送通信模块(25)和比较模块(21)；
所述速度补偿处理模块(12)能对收到的多个当前速度信号进行处理，并将得到的多个补偿速度信号传输给车头发送通信模块(13)；速度补偿处理模块(12)还能根据收到的给定速度信号和当前速度信号判断调速进程是否需要继续进行；
所述比较模块(21)能对给定速度信号、当前速度信号和补偿速度信号进行处理得到调整速度信号，并将调整速度信号传输给牵引控制模块(22)；
所述牵引控制模块(22)用于驱动控制与之连接的牵引电机(24)运转，并调节与之连接的牵引电机(24)的转速；
车头发送通信模块(13)能将列车给定速度信号传输给各个车厢接收通信模块(26)，以及能将多个速度补偿信号分别发送给对应的车厢控制模块(2)。
2.如权利要求1所述的动车车厢牵引电机的控制系统，其特征在于：所述牵引电机(24)为永磁同步电机；单个所述车厢控制模块(2)包括1个牵引电机(24)。
3.如权利要求1所述的动车车厢牵引电机的控制系统，其特征在于：所述牵引电机(24)为异步电机；单个所述车厢控制模块(2)包括4个牵引电机(24)，4个牵引电机(24)均与牵引控制模块(22)连接，4个牵引电机(24)均与电机测速模块(23)连接。
4.一种动车车厢牵引电机的控制方法，其特征在于：所涉及的硬件包括车头控制模块(1)和多个车厢控制模块(2)；所述车头控制模块包括速度给定模块(11)、速度补偿处理模块(12)、车头发送通信模块(13)和车头接收通信模块(14)；单个车厢控制模块(2)包括比较模块(21)、牵引控制模块(22)、电机测速模块(23)、至少1个牵引电机(24)、车厢发送通信模块(25)和车厢接收通信模块(26)；
所述速度给定模块(11)与速度补偿处理模块(12)连接，所述速度给定模块(11)和速度补偿处理模块(12)均与车头发送通信模块(13)连接，所述车头接收通信模块(14)与速度补偿处理模块(12)连接；所述车厢接收通信模块(26)与比较模块(21)连接，所述比较模块(21)与牵引控制模块(22)连接，所述牵引电机(24)与牵引控制模块(22)连接，所述牵引电机(24)与电机测速模块(23)连接，电机测速模块(23)与车厢发送通信模块(25)连接，电机测速模块(23)还与比较模块(21)连接；所述多个车厢发送通信模块(25)均与车头接收通信模块(14)连接，所述多个车厢接收通信模块(26)均与车头发送通信模块(13)连接；
所述速度给定模块(11)，用于接收驾驶员输入的给定速度信号，且能将给定速度信号传输给车头发送通信模块(13)速度补偿处理模块(12)；
所述电机测速模块(23)用于实时检测牵引电机(24)的当前速度，并将获取的当前速度信号同时传输给车厢发送通信模块(25)和比较模块(21)；
所述速度补偿处理模块(12)能对收到的多个当前速度信号进行处理，并将得到的多个补偿速度信号传输给车头发送通信模块(13)；速度补偿处理模块(12)还能根据收到的给定速度信号和当前速度信号判断调速进程是否需要继续进行；
所述比较模块(21)能对给定速度信号、当前速度信号和补偿速度信号进行处理得到调整速度信号，并将调整速度信号传输给牵引控制模块(22)；
所述牵引控制模块(22)用于驱动控制与之连接的牵引电机(24)运转，并调节与之连接的牵引电机(24)的转速；
车头发送通信模块(13)能将列车给定速度信号传输给各个车厢接收通信模块(26)，以及能将多个速度补偿信号分别发送给对应的车厢控制模块(2)。
所述控制方法包括：
当动车在匀速运行的过程中提速或降速时，
(一)驾驶员通过速度给定模块(11)输入给定速度，速度给定模块(11)将给定速度信号传输给速度补偿处理模块(12)；同时，速度给定模块(11)将给定速度信号通过车头发送通信模块(13)发送给每个车厢接收通信模块(26)，每个车厢接收通信模块(26)再将收到的给定速度信号发送给对应的比较模块(21)；
(二)每个车厢控制模块(2)的电机测速模块(23)实时检测并获取对应牵引电机(24)的当前速度信号，并将对应的当前速度信号传输给对应的比较模块(21)；同时，每个车厢控制模块(2)的电机测速模块(23)通过对应的车厢发送通信模块(25)将对应的当前速度信号传输给车头接收通信模块(14)；
车头接收通信模块(14)将接收到的每个车厢控制模块(2)的当前速度信号传输给速度补偿处理模块(12)；
(三)速度补偿处理模块(12)将收到的每个车厢控制模块(2)的当前速度信号逐一与所述给定速度信号进行比较运算得到多个速度偏差值ω偏，所述ω偏为当前速度信号值与给定速度信号值的差值的绝对值，将动车调速完成达到匀速运行后所述当前速度信号值相对于给定速度信号值的允许偏差范围记为ω允，ω允为设定值；当任意一个ω偏大于ω允，则进入步骤(四)，当每个ω偏均小于或等于ω允，则本次调速进程结束；
(四)速度补偿处理模块(12)按方法一获取每个车厢控制模块(2)对应的补偿速度，并将得到的每个补偿速度信号通过车头发送通信模块(13)传输给对应的车厢控制模块(2)的车厢接收通信模块(26)，每个车厢接收通信模块(26)再将收到的补偿速度信号发送给对应的比较模块(21)；
(五)每个车厢控制模块(2)的比较模块(21)对收到的给定速度信号、当前速度信号和补偿速度信号进行叠加处理得到调整速度信号，每个车厢控制模块(2)的比较模块(21)将得到的调整速度信号传输给对应的牵引控制模块(22)，每个车厢控制模块(2)的牵引控制模块(22)根据收到的调整速度信号调节与之连接的牵引电机(24)的转速；返回步骤(二)；
所述方法一包括：
设动车包括n个车厢控制模块(2)，则速度补偿处理模块(12)收到的当前速度信号共有n个；单个速度补偿处理模块(12)对应的补偿速度按如下方式获取：将某一个车厢控制模块(2)记为车厢控制模块i，将车厢控制模块i的当前速度信号的值记为ωi，其中i的取值范围为1～n；将除车厢控制模块i以外的车厢控制模块(2)记为车厢控制模块ir，其中r的取值范围为1～n-1，将车厢控制模块ir的当前速度信号的值记为ωir；将与ωi对应的补偿速度信号的值记为ωi补，ωi补按公式一获取；
按上述方式获取每一个速度补偿处理模块(12)对应的补偿速度；
所述公式一为：
其中，Kir为与车厢控制模块i对应的速度补偿增益系数，Kir按公式二获取；
所述公式二为：
其中，Ji为车厢控制模块i所辖牵引电机(24)的转动惯量；Jir为车厢控制模块ir所辖牵引电机(24)的转动惯量。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES336784A1 (es) * 1966-02-04 1968-01-16 Gratzmuller Grupo motor-transmisor de traccion.
US6012011A (en) * 1997-09-11 2000-01-04 Johnson; Chipley H. Traction control system and a method for remedying wheel-slippage
AU2009214833A1 (en) * 2008-02-15 2009-08-20 Schaffler International Pty Limited Traction control system and method
CN105680733A (zh) * 2016-03-17 2016-06-15 重庆交通大学 用于多电机同步控制的方法
CN106080266A (zh) * 2016-08-04 2016-11-09 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种轨道车辆的启动控制方法及装置
CN108982131A (zh) * 2018-07-27 2018-12-11 中车长春轨道客车股份有限公司 电力机车试验台用机械并联多电机的闭环控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES336784A1 (es) * 1966-02-04 1968-01-16 Gratzmuller Grupo motor-transmisor de traccion.
US6012011A (en) * 1997-09-11 2000-01-04 Johnson; Chipley H. Traction control system and a method for remedying wheel-slippage
AU2009214833A1 (en) * 2008-02-15 2009-08-20 Schaffler International Pty Limited Traction control system and method
CN105680733A (zh) * 2016-03-17 2016-06-15 重庆交通大学 用于多电机同步控制的方法
CN106080266A (zh) * 2016-08-04 2016-11-09 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种轨道车辆的启动控制方法及装置
CN108982131A (zh) * 2018-07-27 2018-12-11 中车长春轨道客车股份有限公司 电力机车试验台用机械并联多电机的闭环控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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季明逸: "多轴同步控制策略的研究与实践", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *

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