CN116215243A - 双动力牵引车永磁系统急停控制方法、装置及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明属于牵引车技术领域,提供了一种双动力牵引车永磁系统急停控制方法、装置及车辆。其中本发明的方法包括:信息采集:获取操作台急停按钮状态信息;急停状态确定:当所述急停按钮有效时,进入急停控制,此时气刹标志有效;快速制动扭矩执行:发送目标转速和目标限制扭矩至电机控制器,同时控制制动系统制动;停止扭矩执行:当满足电机转速小于转速阈值时,双动力电机执行停止扭矩直至车辆停车。本发明提供的双动力牵引车永磁系统急停控制方法直接发送目标转速和目标扭矩至电机控制器,并通过控制刹车制动,使车辆在短时间内停车,减小了制动距离,停车距离更短,进一步提高了车辆安全性。
Description
技术领域
本发明涉及牵引车控制系统技术领域,具体涉及一种双动力牵引车永磁系统急停控制方法、装置及车辆。
背景技术
目前地铁牵引车异步系统占据主要市场,对于紧急制动情况下,异步系统一般通过操作台急停按钮发送给变频器进行减速停车,导致制动距离长安全性差。而目前为了解决异步电机效率低的问题,采用了永磁同步电机作为动力输出,那么基于永磁同步电机在急停时如何进行控制以保证安全性和制动效果,亟待解决。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明提供双动力牵引车永磁系统急停控制方法、装置及车辆,以解决双动力牵引车有永磁系统的急停控制问题。
第一方面,本发明提供的双动力牵引车永磁系统急停控制方法,包括:
信息采集:获取操作台急停按钮状态信息;
急停状态确定:当所述急停按钮有效时,进入急停控制,此时气刹标志有效;
快速制动扭矩执行:发送目标转速和目标限制扭矩至电机控制器,同时控制制动系统制动;
可选地,在急停状态确定之后,并在快速制动扭矩执行之前,所述方法还包括检测电机故障信息,包括:
检测电机A和电机B是否存在故障;
当电机A和/或电机B存在故障且故障等级达到预设等级阈值时,发送故障电机的目标限制扭矩为0至电机控制器。
可选地,当电机A和电机B均不存在故障,或,电机A和电机B的故障等级均未达到预设等级阈值时,所述目标限制扭矩的确定方法,包括:
获取电机A的转速n1和电机B的转速n2;
获取电机A与电机B的转速差Δn=|n1-n2|;
根据转速差Δn和转速差阈值的关系,确定电机A和电机B的目标限制扭矩。
可选地,所述根据转速差Δn和转速差阈值的关系,确定电机A和电机B的目标限制扭矩,包括:
当转速差Δn≤转速差阈值时,电机A和电机B执行刹车制动扭矩Ts1和Ts2;Ts1和Ts2为根据电机A和电机B的转速n1、n2分别查表所得。
可选地,所述根据转速差Δn和转速差阈值的关系,确定电机A和电机B的目标限制扭矩,还包括当转速差Δn>转速差阈值时,根据电机A转速与转速阈值的关系,确定电机A和电机B的目标限制扭矩,具体包括:
若电机A转速<转速阈值,控制电机A执行目标限制扭矩为0,此时气刹标志无效;
若电机A转速≥转速阈值且电机B转速<转速阈值,控制电机B执行目标限制扭矩为0,此时气刹标志无效;否则重新进入急停控制。
可选地,所述转速差阈值大于所述转速阈值。
可选地,在转速差Δn≤转速差阈值时,电机A和电机B执行刹车制动扭矩Ts1和Ts2之后,所述方法还包括:
在电机转速均小于转速阈值时,电机A和电机B执行停止扭矩直至车辆停车;否则,重新进入急停状态确定步骤。
第二方面,本发明提供的双动力牵引车永磁系统急停控制装置,包括:
信息采集模块,用于获取操作台急停按钮状态信息;
急停状态确定模块,用于当所述急停按钮有效时,进入急停控制,此时气刹标志有效;
快速制动扭矩执行模块,用于发送目标转速和目标限制扭矩至电机控制器,同时控制制动系统制动。
可选地,在急停状态确定之后,并在快速制动扭矩执行之前,还包括电机故障信息检测模块,具体用于:
检测电机A和电机B是否存在故障;
当电机A和/或电机B存在故障且故障等级达到预设等级阈值时,发送故障电机的目标限制扭矩为0至电机控制器。
可选地,当电机A和电机B均不存在故障,或,电机A和电机B的故障等级均未达到预设等级阈值时,所述快速制动扭矩执行模块,具体用于:
获取电机A的转速n1和电机B的转速n2;
获取电机A与电机B的转速差Δn=|n1-n2|;
根据转速差Δn和转速差阈值的关系,确定电机A和电机B的目标限制扭矩。
可选地,所述快速制动扭矩执行模块,具体还用于:
当转速差Δn≤转速差阈值时,电机A和电机B执行刹车制动扭矩Ts1和Ts2;Ts1和Ts2为根据电机A和电机B的转速n1、n2分别查表所得。
可选地,所述根据转速差Δn和转速差阈值的关系,确定电机A和电机B的目标限制扭矩,还包括当转速差Δn>转速差阈值时,所述快速制动扭矩执行模块,具体还用于:
若电机A转速<转速阈值,控制电机A执行目标限制扭矩为0,此时气刹标志无效;
若电机A转速≥转速阈值且电机B转速<转速阈值,控制电机B执行目标限制扭矩为0,此时气刹标志无效;否则重新进入急停控制。
可选地,所述快速制动扭矩执行模块中,所述转速差阈值大于所述转速阈值。
可选地,在转速差Δn≤转速差阈值时,电机A和电机B执行刹车制动扭矩Ts1和Ts2之后,所述装置还包括停止扭矩执行模块,具体用于:
在电机转速均小于转速阈值时,电机A和电机B执行停止扭矩直至车辆停车;否则,重新进入急停状态确定步骤。
第三方面,本发明一实施例提供了一种车辆,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其中,处理器执行计算机程序时实现上述任一种方法的步骤。
第四方面,本发明一实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,该计算机程序指令被处理器执行时实现上述任一种方法的步骤。
采用上述技术方案,本申请具有如下有益效果:
本发明提供的双动力牵引车永磁系统急停控制方法直接发送目标转速和目标扭矩至电机控制器,并通过控制刹车制动,使车辆在短时间内停车,减小了制动距离,停车距离更短,进一步提高了车辆安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1示出了本发明实施例提供的一种双动力牵引车永磁系统急停控制方法的流程图;
图2示出了本发明实施例提供的一种双动力牵引车永磁系统急停控制方法的另一流程图;
图3示出了本发明实施例提供的一种双动力牵引车永磁系统急停控制方法的又一流程图;
图4示出了本发明实施例提供的一种双动力牵引车永磁系统急停控制装置的结构框图;
图5示出了本发明实施例提供的一种车辆的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只是作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
对于地铁牵引车,在车辆行驶过程中,为应对紧急制动情况需要紧急停车并且尽可能的减少制动距离。现有一步系统一般通过操作台急停按钮发送给变频器进行减速停车,而永磁系统直接发送目标转速与目标限制扭矩给电机控制器,并通过控制刹车制动,使车辆在短时间内停车。而双动力场景时,如何对两个电机进行控制以实现制动距离短且保证车辆安全性,亟待解决。本实施例提供了一种双动力牵引车永磁系统急停控制方法,以解决上述问题。
本实施例提供的一种双动力牵引车永磁系统急停控制方法,如图1所示,包括:
S1、信息获取:获取操作台急停按钮状态信息。
首先通过采集模块,采集操作台急停按钮信号,还包括采集各电机控制器转速信号、各电机扭矩信号、各电机温度信号与电机控制器温度信号、各电机故障信号等,上述信号均基于现有牵引车所装配的传感器等测量设备就足以获取。
S2、急停状态确定:当所述急停按钮有效时,进入急停控制。
在操作台急停按钮信号有效状态下,此时驾驶人员应该已经确定了车辆需要急停并按下急停按钮使急停按钮信号有效,此时,车辆进入急停状态。
S3、快速制动扭矩执行:发送目标转速和目标限制扭矩至电机控制器,同时控制制动系统制动。
在急停按钮有效状态下,制动系统工作,气刹标志有效。同时将目标转速为0发送至电机控制器,控制电机A和电机B降速。正常运行下,电机控制器控制电机A和电机B的目标转速为0。但也可能出现电机存在故障的情况,那么在执行步骤S3之前,还需要检测电机故障信息,确定电机A和电机B是否存在足以影响牵引车制动效果的故障,具体步骤包括:
检测电机A和电机B是否存在故障;
当电机A和/或电机B存在故障且故障等级达到预设等级阈值时,发送故障电机的目标限制扭矩为0至电机控制器。
根据采集的故障信号,包括但不局限于电机故障信号,若电机A存在故障且为严重故障,控制电机A的目标限制扭矩为0,停止电机A或电机B的制动输出。本实施例中首先判断电机A是否出现严重故障,若是则控制电机A的目标限制扭矩为0;若否则则判断电机B是否出现严重故障,若电机B出现严重故障,则控制电机B的目标限制扭矩为0,若否则进入步骤S3。
当电机A和电机B均不存在故障,或,电机A和电机B的故障等级均未达到预设等级阈值时,所述目标限制扭矩的确定方法,如图2所示,包括:
S301、获取电机A的转速n1和电机B的转速n2。
S302、获取电机A与电机B的转速差Δn=|n1-n2|。
根据采集模块采集的电机A和电机B的转速n1、n确定转速差Δn。
S303、根据转速差Δn和转速差阈值的关系,控制电机A和电机B的目标限制扭矩。
所述根据转速差Δn和转速差阈值的关系,确定电机A和电机B的目标限制扭矩,包括:
当转速差Δn≤转速差阈值时,控制电机A和电机B分别执行刹车制动扭矩Ts1和Ts2;Ts1和Ts2为根据电机A和电机B的转速n1、n2分别查表所得。
其中,对应于转速差和转速差阈值不同关系,电机A和电机B执行不同的刹车制动扭矩,具体包括一下两种情况:
第一种情况,当转速差Δn>转速差阈值时,需要确定电机A转速和转速阈值的关系,又分为以下两种数值关系。
若电机A转速<转速阈值,控制电机A执行目标限制扭矩为0,此时气刹标志无效。电机A转速小于转速阈值,电机A车轮抱死,发送电机A的目标限制扭矩为0至电机控制器,并打开气刹车。
若电机A转速≥转速阈值且电机B转速<转速阈值,控制电机B执行目标限制扭矩为0,此时气刹标志无效;否则重新进入急停控制。电机A转速≥转速阈值时,判断电机A转速是否<转速阈值,若是则电机B车轮抱死,发送电机B的目标限制扭矩为0,并打开气刹车。
需要说明的是,转速差阈值>转速阈值。
第二种情况,当转速差Δn≤转速差阈值时,电机A和电机B的目标限制扭矩分别为执行刹车制动扭矩Ts1和Ts2;Ts1和Ts2为根据电机A和电机B的转速n1、n2分别查表所得。
为获取电机A和电机B的刹车制动扭矩Ts1和Ts2,本步骤中所查之表为预建立的电机转速对应于刹车制动扭矩的关系表,通过输入电机1转速和电机2转速,分别查出当前电机1对应的刹车制动扭矩Ts1和电机2对应的刹车制动扭矩Ts2。
在转速差Δn≤转速差阈值时,电机A和电机B执行刹车制动扭矩Ts1和Ts2之后,如图3所示,方法还包括:
S4、停止扭矩执行:在电机转速均小于转速阈值时,电机A和电机B执行停止扭矩直至车辆停车;否则,重新进入急停状态确定步骤。
当电机A和电机B的转速均小于转速阈值,发送停车扭矩至电机控制器;否则,电机A和电机B的转速仍处于过快情况,重新进入急停状态的确定流程,排除控制错误,避免故障影响。
电机A和电机B的停止扭矩都大于刹车制动扭矩车辆停止情况下,不需要考虑制动回馈电流。并在延时预设的y个计数周期后,车辆停止与铁轨上。
在一个实施例中,提供了一种双动力牵引车永磁系统急停控制装置50,如图4所示,包括:
信息采集模块501,用于获取操作台急停按钮状态信息;
急停状态确定模块502,用于当所述急停按钮有效时,进入急停控制,此时气刹标志有效;
快速制动扭矩执行模块503,用于发送目标转速和目标限制扭矩至电机控制器,同时控制制动系统制动。
本申请实施例提供的双动力牵引车永磁系统急停控制装置50与上述双动力牵引车永磁系统急停控制方法采用了相同的发明构思,能够取得相同的有益效果,在此不再赘述。
可选地,在急停状态确定之后,并在快速制动扭矩执行之前,还包括电机故障信息检测模块,具体用于:
检测电机A和电机B是否存在故障;
当电机A和/或电机B存在故障且故障等级达到预设等级阈值时,发送故障电机的目标限制扭矩为0至电机控制器。
可选地,当电机A和电机B均不存在故障,或,电机A和电机B的故障等级均未达到预设等级阈值时,所述快速制动扭矩执行模块,具体用于:
获取电机A的转速n1和电机B的转速n2;
获取电机A与电机B的转速差Δn=|n1-n2|;
根据转速差Δn和转速差阈值的关系,确定电机A和电机B的目标限制扭矩。
可选地,所述快速制动扭矩执行模块,具体还用于:
当转速差Δn≤转速差阈值时,电机A和电机B执行刹车制动扭矩Ts1和Ts2;Ts1和Ts2为根据电机A和电机B的转速n1、n2分别查表所得。
可选地,所述根据转速差Δn和转速差阈值的关系,确定电机A和电机B的目标限制扭矩,还包括当转速差Δn>转速差阈值时,所述快速制动扭矩执行模块,具体还用于:
若电机A转速<转速阈值,控制电机A执行目标限制扭矩为0,此时气刹标志无效;
若电机A转速≥转速阈值且电机B转速<转速阈值,控制电机B执行目标限制扭矩为0,此时气刹标志无效;否则重新进入急停控制。
可选地,所述快速制动扭矩执行模块中,所述转速差阈值大于所述转速阈值。
可选地,在转速差Δn≤转速差阈值时,电机A和电机B执行刹车制动扭矩Ts1和Ts2之后,所述装置还包括停止扭矩执行模块,具体用于:
在电机转速均小于转速阈值时,电机A和电机B执行停止扭矩直至车辆停车;否则,重新进入急停状态确定步骤。
基于与上述双动力牵引车永磁系统急停控制方法相同的发明构思,本申请实施例还提供了一种车辆60,如图5所示,该车辆60可以包括处理器601和存储器602。
处理器601可以是通用处理器,例如中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件,可以实现或者执行本发明实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成,或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器602作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器可以包括至少一种类型的存储介质,例如可以包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器(Random Access Memory,RAM)、静态随机访问存储器(Static Random Access Memory,SRAM)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory,PROM)、只读存储器(Read Only Memory,ROM)、带电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等等。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质,但不限于此。本发明实施例中的存储器1202还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置,用于存储程序指令和/或数据。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,用于储存为上述车辆所用的计算机程序指令,其包含用于执行上述页面播报的控制方法的程序。
上述计算机存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或数据存储设备,包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NAND FLASH)、固态硬盘(SSD))等。
以上,以上实施例仅用以对本申请的技术方案进行了详细介绍,但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法,不应理解为对本发明实施例的限制。本技术领域的技术人员可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种双动力牵引车永磁系统急停控制方法,其特征在于,包括:
信息采集:获取操作台急停按钮状态信息;
急停状态确定:当所述急停按钮有效时,进入急停控制,此时气刹标志有效;
快速制动扭矩执行:发送目标转速和目标限制扭矩至电机控制器,同时控制制动系统制动。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在急停状态确定之后,并在快速制动扭矩执行之前,所述方法还包括检测电机故障信息,包括:
检测电机A和电机B是否存在故障;
当电机A和/或电机B存在故障且故障等级达到预设等级阈值时,发送故障电机的目标限制扭矩为0至电机控制器。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,当电机A和电机B均不存在故障,或,电机A和电机B的故障等级均未达到预设等级阈值时,所述目标限制扭矩的确定方法,包括:
获取电机A的转速n1和电机B的转速n2;
获取电机A与电机B的转速差Δn=|n1-n2|;
根据转速差Δn和转速差阈值的关系,确定电机A和电机B的目标限制扭矩。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据转速差Δn和转速差阈值的关系,确定电机A和电机B的目标限制扭矩,包括:
当转速差Δn≤转速差阈值时,电机A和电机B执行刹车制动扭矩Ts1和Ts2;Ts1和Ts2为根据电机A和电机B的转速n1、n2分别查表所得。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据转速差Δn和转速差阈值的关系,确定电机A和电机B的目标限制扭矩,还包括当转速差Δn>转速差阈值时,根据电机A转速与转速阈值的关系,确定电机A和电机B的目标限制扭矩,具体包括:
若电机A转速<转速阈值,控制电机A执行目标限制扭矩为0,此时气刹标志无效;
若电机A转速≥转速阈值且电机B转速<转速阈值,控制电机B执行目标限制扭矩为0,此时气刹标志无效;否则重新进入急停控制。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述转速差阈值大于所述转速阈值。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在转速差Δn≤转速差阈值时,电机A和电机B执行刹车制动扭矩Ts1和Ts2之后,所述方法还包括:
停止扭矩执行:在电机转速均小于转速阈值时,电机A和电机B执行停止扭矩直至车辆停车;否则,重新进入急停状态确定步骤。
8.一种双动力牵引车永磁系统急停控制装置,其特征在于,包括:
信息采集模块,用于获取操作台急停按钮状态信息;
急停状态确定模块,用于当所述急停按钮有效时,进入急停控制,此时气刹标志有效;
快速制动扭矩执行模块,用于发送目标转速和目标限制扭矩至电机控制器,同时控制制动系统制动。
9.一种车辆,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
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CN116394311A (zh) * | 2023-06-08 | 2023-07-07 | 上海艾利特机器人有限公司 | 机器人急停保护处理方法、机器人及存储介质 |
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2023
- 2023-03-29 CN CN202310319860.0A patent/CN116215243A/zh active Pending
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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