发明内容
本发明实施例的目的提供一种机车制动控制系统的压力控制补偿方法及装置,以解决现有技术中的充排气电磁阀频繁动作降低了电磁阀的使用寿命,提高了电磁阀的更换频率的问题。
为解决上述问题,第一方面,本发明提供了一种机车制动控制系统的压力控制补偿方法,所述压力控制补偿方法包括:
获取制动控制器闸位输出的目标压力值;
获取列车管的当前实际压力值;
根据所述输出目标压力值和所述当前实际压力值,确定所述列车管的状态信息;所述状态信息包括升压状态、稳压状态或者降压状态;
根据所述升压状态、稳压状态或者降压状态,对所述目标压力值进行补偿处理。
在一种可能的实现方式中,所述根据所述输出目标压力值和所述当前实际压力值,确定所述列车管的状态信息具体包括:
当所述目标压力值与所述当前实际压力值的差值大于预设的第一阈值时,所述列车管处于升压状态。
在一种可能的实现方式中,所述根据所述输出目标压力值和所述当前实际压力值,确定所述列车管的状态信息具体包括:
当所述当前实际压力值与所述目标压力值的差值在预设的压力控制精度的范围内时,所述列车管处于稳压状态。
在一种可能的实现方式中,所述根据所述输出目标压力值和所述当前实际压力值,确定所述列车管的状态信息具体包括:
当所述当前实际压力值与所述目标压力值的差值大于预设的第一阈值时,所述列车管处于降压状态。
在一种可能的实现方式中,所述根据所述升压状态、稳压状态或者降压状态,对所述目标压力值进行补偿处理具体包括:
当所述列车管处于升压状态时,如果所述当前实际压力值没有比目标压力值高第一阈值的一半时,通过预设的压力控制精度值对所述目标压力值进行补偿;
如果所述当前实际压力值比所述目标压力值高第一阈值的一半时,将当前控制周期的目标压力值处理为制动控制器闸位输出的目标压力值。
在一种可能的实现方式中,所述根据所述升压状态、稳压状态或者降压状态,对所述目标压力值进行补偿处理具体包括:
当所述列车管处于稳压状态时,如果所述当前实际压力值大于目标压力值与第一阈值的差值,且小于目标压力值与第一阈值的和值时,不更新所述制动控制器闸位输出的目标压力值,且所述当前控制周期的目标压力值与上一控制周期的目标压力值相同;
如果所述当前实际压力值不大于目标压力值与第一阈值的差值,或不小于目标压力值与第一阈值的和值时,将所述制动控制器闸位最新输出的目标压力值作为当前控制周期的目标压力值。
在一种可能的实现方式中,根据升压、稳压或者降压过程,对所述目标压力值进行补偿处理具体包括:
当所述列车管处于降压过程时,如果所述当前实际压力值未降至比所述目标压力值低第一阈值的一半时,通过预设的压力控制精度值的取反值对所述目标压力值进行补偿;
如果所述当前实际压力值降至比所述目标压力值低第一阈值的一半时,将当前控制周期的目标压力值处理为制动控制器闸位输出的目标压力值。
第二方面,本发明提供了一种机车制动控制系统的压力控制补偿装置,所述压力控制补偿装置包括:
获取单元,所述获取单元用于获取制动控制器闸位输出的目标压力值;
所述获取单元还用于获取列车管的当前实际压力值;
确定单元,所述确定单元用于根据所述输出目标压力值和所述当前实际压力值,确定所述列车管的状态信息;所述状态信息包括升压状态、稳压状态或者降压状态;
补偿单元,所述补偿单元用于根据所述升压状态、稳压状态或者降压状态,对所述目标压力值进行补偿处理。
在一种可能的实现方式中,所述确定单元具体用于:
当所述目标压力值与所述当前实际压力值的差值大于预设的第一阈值时,所述列车管处于升压状态。
在一种可能的实现方式中,所述确定单元具体用于:
当所述当前实际压力值与所述目标压力值的差值在预设的压力控制精度的范围内时,所述列车管处于稳压状态。
在一种可能的实现方式中,所述确定单元具体用于:
当所述当前实际压力值与所述目标压力值的差值大于预设的第一阈值时,所述列车管处于降压状态。
在一种可能的实现方式中,所述补偿单元具体用于:
当所述列车管处于升压状态时,如果所述当前实际压力值没有比目标压力值高第一阈值的一半时,通过预设的压力控制精度值对所述目标压力值进行补偿;
如果所述当前实际压力值比所述目标压力值高第一阈值的一半时,将当前控制周期的目标压力值处理为制动控制器闸位输出的目标压力值。
在一种可能的实现方式中,所述补偿单元具体用于:
当所述列车管处于稳压状态时,如果所述当前实际压力值大于目标压力值与第一阈值的差值,且小于目标压力值与第一阈值的和值时,不更新所述制动控制器闸位输出的目标压力值,且所述当前控制周期的目标压力值与上一控制周期的目标压力值相同;
如果所述当前实际压力值不大于目标压力值与第一阈值的差值,或不小于目标压力值与第一阈值的和值时,将所述制动控制器闸位最新输出的目标压力值作为当前控制周期的目标压力值。
在一种可能的实现方式中,所述补偿单元具体用于:
当所述列车管处于降压过程时,如果所述当前实际压力值未降至比所述目标压力值低第一阈值的一半时,通过预设的压力控制精度值的取反值对所述目标压力值进行补偿;
如果所述当前实际压力值降至比所述目标压力值低第一阈值的一半时,将当前控制周期的目标压力值处理为制动控制器闸位输出的目标压力值。
通过应用本发明提供的机车制动控制系统的压力补偿方法及装置,通过对列车管的升压、稳压和降压三个压力变化过程的目标压力值进行补偿处理,提高了目标压力的控制精度,同时避免了电磁阀的频繁动作,从而降低了电磁阀的疲劳次数,提高了电磁阀使用寿命,并且提高了稳压过程的稳定性,提升了制动系统的用户体验。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为便于描述,附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1为本发明实施例一提供的机车制动控制系统的压力控制补偿方法流程示意图,该方法应用在机车制动控制系统对充气电磁阀和排气电磁阀进行控制,以实现对列车管的升降压控制的场景中。机车会挂多个大列车辆,比如拉货车厢或者拉客车厢,大列车辆的列车管分布在车厢上,与机车的列车管相连,因此大列车辆的数量决定了列车管的管路长度。列车管的管路长度不同,体积不同,充排气所需时间不同,管路越长充排气波动越大。升降压是通过充气电磁阀或排气电磁阀控制均衡风缸的压力,均衡风缸通过中继阀控制列车管压力,即升压时,充气电磁阀动作,由总风向列车管充风,降压时,排气电磁阀动作,将列车管风排至大气。由于气体在列车管中传导的延迟特性,导致压力变化具有波动性,充气电磁阀和排气电磁阀在稳压过程中动作频繁,疲劳寿命减短。因此,通过对列车管的压力进行补偿,以避免充气电磁阀和排气电磁阀的频繁动作,从而提高电磁阀的使用寿命。该方法的执行主体为控制器,比如机车上的制动控制单元。如图1所示,该方法包括以下步骤:
步骤110,获取制动控制器闸位输出的目标压力值;
其中,机车上的制动控制器可以实时的输出闸位电信号,该闸位电信号包括目标压力值,不同的闸位电信号对应不同的目标压力值。
步骤120,获取列车管的当前实际压力值;
其中,可以通过压力传感器实时采集列车管的实际压力值。控制器可以实时的获取到压力传感器采集的列车管的实际压力值。
步骤130,根据输出目标压力值和当前实际压力值,确定列车管的状态信息;状态信息包括升压状态、稳压状态或者降压状态;
其中,可以根据目标压力值与列车管的当前实际压力值,来确定列车管是处于升压状态、稳压状态还是降压状态。下面就如何确定列车管的三种状态,给出具体的说明。
在一个示例中,当目标压力值与当前实际压力值的差值大于预设的第一阈值时,列车管处于升压状态。
比如,第一阈值设定为30Kpa,制动控制器闸位输出的目标压力值为PT,列车管的当前实际压力值为P0,当PT-P0>30时,可以确定列车管处于升压状态。
在另一个示例中,当当前实际压力值与目标压力值的差值在预设的压力控制精度的范围内时,列车管处于稳压状态。
比如,压力控制精度为△P,当-△P<P0–PT<△P时,可以确定列车管处于稳压状态。
在再一个示例中,当当前实际压力值与目标压力值的差值大于预设的第一阈值时,列车管处于降压状态。
比如,当PT-P0<-30时,可以确定列车管处于降压状态。
其中,示例而非限定,机车制动控制器初制位最小减压量为50kPa,故对于升压和降压状态的判定可以以30kPa为准,即第一阈值可以预设为30kPa。可以理解的是,第一阈值可以根据不同车型的压力变化情况进行调整,本申请对此并不限定。
压力控制精度可以根据不同的控制精度及要求进行调整,具体可以参见标准,比如TJ/JW 039,此处不再赘述。
步骤140,根据升压状态、稳压状态或者降压状态,对目标压力值进行补偿处理。
具体的,步骤140包括列车管升压状态、稳压状态和降压状态这三种状态下,对目标压力值分别进行不同的补偿。
在一个示例中,当列车管处于升压状态时,如果当前实际压力值没有比目标压力值高第一阈值的一半时,通过预设的压力控制精度值对目标压力值进行补偿,由于气体流动具有延迟性,离充气电磁阀越近越先达到目标压力值,离充气电磁阀越远越晚达到目标压力值,通过对目标压力值进行补偿,从而抵消了列车管的延时性,确保实际压力充风至目标压力值附近。
如果当前实际压力值比目标压力值高第一阈值的一半时,将当前控制周期的目标压力值处理为制动控制器闸位输出的目标压力值,并结束此次升压状态对目标压力值的补偿处理。
参见图2,图2为本发明实施例一提供的从确定列车管的状态为升压状态至在升压状态进行目标压力值补偿的流程示意图,包括如下步骤:
步骤201,获取目标压力值PT。
步骤202,获取当前实际压力值P0。
步骤203,判断是否满足PT>PO+30。
其中,当满足时,执行步骤204,当不满足时,执行步骤201。
步骤204,判断是否满足P0>PT+△P/2。
其中,当满足时,执行步骤205,当不满足时,执行步骤206。
步骤205,将当前控制周期的目标压力值处理为制动控制器闸位输出的目标压力值。
步骤206,通过预设的压力控制精度值对目标压力值进行补偿。
即将当前控制周期的目标压力值处理为制动控制器闸位输出的目标压力值与预设的压力控制精度值的和值。
步骤207,实时的进行压力控制。
在另一个示例中,当列车管处于稳压状态时,如果当前实际压力值大于目标压力值与第一阈值的差值,且小于目标压力值与第一阈值的和值时,不更新制动控制器闸位输出的目标压力值,且当前控制周期的目标压力值与上一控制周期的目标压力值相同;
如果当前实际压力值不大于目标压力值与第一阈值的差值,或不小于目标压力值与第一阈值的和值时,将制动控制器闸位最新输出的目标压力值作为当前控制周期的目标压力值。
其中,控制周期指充气电磁阀或排气电磁阀控制的基本时间单元,其以标准充气过程控制时间或标准排气时间为标准,结合控制器的性能所得到的。由于同一车型的充气速率或排气速率一定,则按照充气速率或排气速率充气或排气。示例性的,假设标准充气过程中,从0Kpa充气至600Kpa,标准充气过程控制时间为6s,控制周期为30ms,则充气速率为100Kpa/s,充气增量值为3Kpa,控制周期个数为200;若从0Kpa按照标准充气速率充气至300Kpa,则所需充气控制时间为3s,充气增量值为3Kpa,根据控制时间和控制周期,可得到控制周期的个数为100。
参见图3,图3为本发明实施例一提供的从确定列车管的状态为稳压状态至在稳压状态进行目标压力值补偿的流程示意图。包括如下步骤:
步骤301,获取最新目标压力值PT。
其中,此处的最新,是相对于上一个控制周期而言的,比如,在上一个控制周期内,升压状态对目标压力值进行补偿处理后的值,可以作为目标压力值,则当前控制周期的目标压力值即为最新目标压力值,最新目标压力值也可以是步骤110中的闸位输出的目标压力值发生变化后的最新目标压力值,总而言之,该最新目标压力值,表示的是当前控制周期的一个最新的目标压力值。
步骤302,获取前次目标压力值PTpre。
其中,此处的前次,指的是上一个控制周期的目标压力值PTpre。
步骤303,获取当前实际压力值P0。
步骤304,判断P0<PT+△P。
其中,当满足时,执行步骤305,当不满足时,执行步骤307。
步骤305,判断P0>PT-△P。
其中,当满足时,执行步骤306,当不满足时,执行步骤307。
步骤306,将上一控制周期的目标压力值作为最新目标压力值。
其中,步骤306中,当满足步骤304和步骤305时,不更新制动控制器闸位输出的目标压力值,将上一控制周期的目标压力值作为最新目标压力值,即当前控制周期的目标压力值与上一控制周期的目标压力值相同,即PT=PTpre。
步骤307,继续进行压力控制。
其中,此处的压力控制,指的是对最新目标压力值进行更新,更新目标压力值为闸位目标压力输出的目标压力值。即当不满足步骤304或者步骤305中的条件时,将目标压力值更新为制动控制器闸位输出的目标压力值。
在再一个示例中,当列车管处于降压过程时,如果当前实际压力值未降至比目标压力值低第一阈值的一半时,通过预设的压力控制精度值的取反值对目标压力值进行补偿,从而抵消列车管路的延迟性,确保实际压力排风至目标压力值附近。
如果当前实际压力值降至比目标压力值低第一阈值的一半时,将当前控制周期的目标压力值处理为制动控制器闸位输出的目标压力值,并结束此次降压状态对目标压力值的补偿处理。
参见图4,图4为本发明实施例一提供的从确定列车管的状态为降压状态至在降压状态进行目标压力值补偿的流程示意图。包括如下步骤:
步骤401,获取目标压力值PT。
步骤402,获取当前实际压力值P0。
步骤403,判断是否满足PT<PO-30。
其中,当满足时,执行步骤404,当不满足时,执行步骤401。
步骤404,判断是否满足P0<PT-△P/2。
其中,当满足时,执行步骤405,当不满足时,执行步骤406。
步骤405,将当前控制周期的目标压力值处理为制动控制器闸位输出的目标压力值。
步骤406,通过预设的压力控制精度值对目标压力值进行补偿。
即将当前控制周期的目标压力值处理为制动控制器闸位输出的目标压力值与预设的压力控制精度值的差值。
步骤407,实时的进行压力控制。
通过应用本发明提供的机车制动控制系统的压力补偿方法,通过对列车管的升压、稳压和降压三个压力变化过程的目标压力值进行补偿处理,提高了目标压力的控制精度,同时避免了电磁阀的频繁动作,从而降低了电磁阀的疲劳次数,提高了电磁阀使用寿命,并且提高了稳压过程的稳定性,提升了制动系统的用户体验。
图5为本发明实施例二提供的机车制动控制系统的压力控制补偿装置结构示意图,该压力控制补偿装置应用在实施例一中的压力控制补偿方法中,如图5所示,该机车制动控制系统的压力控制补偿装置包括:获取单元510,确定单元520和补偿单元530。
获取单元510用于获取制动控制器闸位输出的目标压力值。
获取单元510还用于获取列车管的当前实际压力值。
确定单元520用于根据输出目标压力值和当前实际压力值,确定列车管的状态信息;状态信息包括升压状态、稳压状态或者降压状态。
补偿单元530用于根据升压状态、稳压状态或者降压状态,对目标压力值进行补偿处理。
其中,确定单元520具体用于:
当目标压力值与当前实际压力值的差值大于预设的第一阈值时,列车管处于升压状态。
当当前实际压力值与目标压力值的差值在预设的压力控制精度的范围内时,列车管处于稳压状态。
当当前实际压力值与目标压力值的差值大于预设的第一阈值时,列车管处于降压状态。
其中,补偿单元530具体用于:
当列车管处于升压状态时,如果当前实际压力值没有比目标压力值高第一阈值的一半时,通过预设的压力控制精度值对目标压力值进行补偿;
如果当前实际压力值比目标压力值高第一阈值的一半时,将当前控制周期的目标压力值处理为制动控制器闸位输出的目标压力值。
当列车管处于稳压状态时,如果当前实际压力值大于目标压力值与第一阈值的差值,且小于目标压力值与第一阈值的和值时,不更新制动控制器闸位输出的目标压力值,且当前控制周期的目标压力值与上一控制周期的目标压力值相同;
如果当前实际压力值不大于目标压力值与第一阈值的差值,或不小于目标压力值与第一阈值的和值时,将制动控制器闸位最新输出的目标压力值作为当前控制周期的目标压力值。
当列车管处于降压过程时,如果当前实际压力值未降至比目标压力值低第一阈值的一半时,通过预设的压力控制精度值的取反值对目标压力值进行补偿;
如果当前实际压力值降至比目标压力值低第一阈值的一半时,将当前控制周期的目标压力值处理为制动控制器闸位输出的目标压力值。
通过应用本发明提供的机车制动控制系统的压力补偿装置,通过对列车管的升压、稳压和降压三个压力变化过程的目标压力值进行补偿处理,提高了目标压力的控制精度,同时避免了电磁阀的频繁动作,从而降低了电磁阀的疲劳次数,提高了电磁阀使用寿命,并且提高了稳压过程的稳定性,提升了制动系统的用户体验。
专业人员应该还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。