CN117622235A - 一种电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法和系统，用于合理分配目标电力机车中各个轮对的牵引力。该方法实时计算目标电力机车中各个轮对的蠕滑率，基于该蠕滑率判断目标电力机车处于高粘或低粘运行状态，据此动态调整目标电力机车的各个轮对的电气补偿系数，根据电气补偿系数实时地分配各个轮对的牵引力。由于蠕滑率是机车的轴重转移、轨面粘着、线路激励等综合影响后的结果，因此本申请所公开的牵引力控制方法基于轨面蠕滑进行牵引力分配，摒弃了以往仅通过轴重转移量计算电气补偿的牵引力分配方案，能充分挖掘各个轮对的粘着潜力，更加有效地减少了同一机车中特定轮对的打滑或空转频次。
Description
技术领域
本申请涉及轨道交通列车技术领域，特别涉及一种电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法和系统。
背景技术
大功率交流传动电力机车具有载运量大、速度高、维修量少和节能环保等一系列优点，已成为我国各大铁路干线上客货运输的主力担当，在国民经济的发展中起到了不可替代的作用。然而，对于复杂地形和复杂气候区域，特别是艰险山区的铁路干线不可避免设置许多小半径曲线、长大坡道以及曲线和坡道的叠加线路等，且一些线路上，钢轨表面不可避免存在油污、雨水、树叶、泥土等各种污染物，这些污染物会显著降低轮轨之间的粘着系数，导致车轮频繁发生打滑或空转的问题。特别是存在同一机车不同轮对粘着系数差异大而导致个别轮对容易打滑或空转的问题。
现有的技术中，通常通过计算机车各个轴的轴重转移量，并依据各个轴的法向载荷，对其扭矩进行适当的电气补偿。比如某一轮对作为导向轮对时，牵引工况下该轮对的法向载荷最少，则适当降低该轮对的给定扭矩；而在电制动时该轮对的法向载荷最大，则适当增加该轮对的给定扭矩。但该技术方案未考虑轨面状态对轮轨粘着的影响，具有较大的局限性，无法有效地减少机车特定轮对的打滑或空转频次。
发明内容
本申请的目的在于提供一种电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法和系统，其能够改善上述问题。
本申请的实施例是这样实现的：
第一方面，本申请提供一种电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法，用于合理分配目标电力机车中各个轮对的牵引力，该牵引力控制方法包括：
根据测速雷达、传感器反馈的传感数据计算所述目标电力机车中各个轮对的蠕滑率；
在所述蠕滑率均不触发粘着控制系统减载的情况下，判断所述目标电力机车处于高粘着运行状态；在任一所述蠕滑率触发粘着控制系统减载的情况下，判断所述目标电力机车处于低粘着运行状态；
在所述目标电力机车处于高粘着运行状态的情况下，根据各个轮对的所述蠕滑率计算出各个轮对的高粘电气补偿系数，根据所述高粘电气补偿系数为各个轮对分配牵引力；
在所述目标电力机车处于低粘着运行状态的情况下，触发粘着控制系统减载的轮对，其牵引力由粘着控制系统提供，计算未触发粘着控制系统减载的轮对的所述蠕滑率，由此计算出对应的低粘电气补偿系数，根据所述低粘电气补偿系数通过为对应的轮对分配牵引力。
可以理解，本申请公开了一种电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法，用于合理分配目标电力机车中各个轮对的牵引力。该方法实时计算目标电力机车中各个轮对的蠕滑率，基于该蠕滑率实时判断目标电力机车处于高粘或低粘运行状态，且动态调整目标电力机车的各个轮对的电气补偿系数，从而合理地分配各个轮对的牵引力。由于蠕滑率是机车的轴重转移、轨面粘着、线路激励等综合影响后的结果，因此本申请所公开的牵引力控制方法基于该蠕滑率进行牵引力分配，摒弃了以往仅通过轴重转移量计算电气补偿的牵引力分配方案，更加有效地减少了同一机车中特定轮对的打滑或空转频次。
在本申请可选的实施例中，根据各个轮对的所述蠕滑率计算出各个轮对的高粘电气补偿系数，根据所述高粘电气补偿系数为各个轮对分配牵引力，包括：
将目标电力机车内所有轮对的所述蠕滑率ηi的平均值作为第一参考蠕滑率ηref1；
根据下式计算出所述目标电力机车内各个轮对的第一高粘电气补偿系数ai1：
其中，ai1代表第i组轮对的所述第一高粘电气补偿系数；
根据下式为所述目标电力机车内各个轮对分配牵引力：
其中，Fsum为所述目标电力机车总牵引力；F'i1为第i组轮对分配的牵引力，n为目标电力机车内轮对的组数。
可以理解，对于处于高粘运行状态的目标电力机车，其中各个轮对的牵引力即为按照第一高粘电气补偿系数ai1所分配的牵引力。蠕滑率越大，则电气补偿系数越小，分配的牵引力也越小，而蠕滑率越小，相应的电气补偿系数越大，则分配的牵引力也越大，可见，基于蠕滑率的电气补偿系数的计算完全将轨面粘着、轴重转移、轨面粗糙度以及轮轨廓形等其它因素考虑在内，实现了真正意义上的多轴协同控制，相比仅通过轴重转移计算电气补偿的局限性，本发明的优越性非常明显。
在本申请可选的实施例中，所述根据各个轮对的所述蠕滑率计算出各个轮对的低粘电气补偿系数，根据所述低粘电气补偿系数通过粘着控制系统为各个轮对分配牵引力，包括：
将触发粘着控制系统减载的轮对作为低粘目标轮对；
根据所述蠕滑率为所述目标机车内除所述低粘目标轮对以外的其他轮对计算低粘电气补偿系数a'i；
根据所述低粘电气补偿系数a'i为除所述低粘目标轮对以外的其他轮对分配牵引力F″i；
将除所述低粘目标轮对以外的其他轮对中牵引力最低值分配给所述低粘目标轮对。
可以理解，对于处于低粘运行状态的目标电力机车，低粘目标轮对的纵向蠕滑率过大，需要机车的粘着控制系统降低该轴的牵引力，此时，打滑或空转轮对的实际牵引力由粘着控制系统输出。比如，机车牵引运行时，导向轮对最先接触到低粘着轨面，其空转的发生概率最大，当导向轮对发生空转时，此时机车的粘着控制系统介入，导向轮对的实际牵引力由粘着控制系统调节，采用本发明提出的多轴协同控制后，导向轮对发生空转后，其被分配的给定牵引力最小，有利于粘着控制系统更早恢复该轮对的牵引力，减小其空转时长。
第二方面，本申请公开了一种电力机车牵引力多轴协同分配的控制系统，用于合理分配目标电力机车中各个轮对的牵引力，该牵引力控制系统包括：测速传感器、粘着控制系统和牵引力分配装置。
所述牵引力分配装置包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如第一方面任一项所述的方法。
其中，测速传感器可以是转速传感器或多个测速雷达。
有益效果：
本申请公开了一种电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法和系统，用于合理分配多轴协同运行的目标电力机车中各个轮对的牵引力。该方法实时计算目标电力机车中各个轮对的蠕滑率，基于该蠕滑率实时判断目标电力机车处于高粘或低粘运行状态，且动态调整目标电力机车的各个轮对的电气补偿系数，从而合理地分配各个轮对的牵引力。由于蠕滑率是机车的轴重转移、轨面粘着、线路激励等综合影响后的结果，因此本申请所公开的牵引力控制方法基于该蠕滑率进行牵引力分配，摒弃了以往仅通过轴重转移量计算电气补偿的牵引力分配方案，更加有效地减少了同一机车中特定轮对的打滑或空转频次。
对于处于高粘运行状态的目标电力机车，其中各个轮对的牵引力即为按照第一高粘电气补偿系数ai1所分配的牵引力。蠕滑率越大，则电气补偿系数越小，分配的牵引力也越小，而蠕滑率越小，相应的电气补偿系数越大，则分配的牵引力也越大，可见，基于蠕滑率的电气补偿系数的计算完全将轨面粘着、轴重转移、轨面粗糙度以及轮轨廓形等其它因素考虑在内，实现了真正意义上的多轴协同控制，相比仅通过轴重转移计算电气补偿的局限性，本发明的优越性非常明显。
对于处于低粘运行状态的目标电力机车，低粘目标轮对的纵向蠕滑率过大，需要机车的粘着控制系统动态调节其牵引力，此时，打滑或空转轮对的实际实际力由粘着控制系统输出，小于其给定力，计算未触发粘着控制系统减载轮对的电气补偿系数，然后分配牵引力，并将最低牵引力作为打滑/空转轮对的给定牵引力。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举可选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本申请提供的一种目标电力机车的受力分析示意图；
图2是本申请提供的一种电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法的流程示意图；
图3是目标电力机车处于高粘着运行状态下各个轮对牵引力分配方案示意图；
图4是目标电力机车处于低粘着运行状态下各个轮对牵引力分配方案示意图；
图5是本申请提供的一种多轴协同运行的电力机车的牵引力控制系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
一台六轴电力机车沿平直轨道运行时沿纵向的受力示意图如图1所示，图中Fc表示车钩力，ν0表示机车车体的平动速度，可有测速雷达直接测量得到或者机车各轴的滚动速度加权计算得到，各个轮对的纵向蠕滑力由Fi表示，下标i表示其轮对序号，如F1表示第1位轮对的纵向蠕滑力。
机车在纵向或沿轨道方向上的受力满足下式：
式中，G表示机车的重量，g是重力加速度。由上式可见，机车的运行完全依赖于车钩力和纵向蠕滑力的大小。对于单个轮对而言，Ri表示车轮半径，通常某一轴的左右两侧车轮的半径基本一致，如果有明显差距，Ri可取左右两侧车轮的平均半径，νi表示轮对的滚动速度，通过轮对角速度ωi与车轮半径Ri计算获得，其计算如下式：νi＝Ri·ωi。
对于第i轮对而言，其沿轨道运动时的动量矩守恒，如下式所示：
式中，Mi表示电机的输出力矩，Ji表示转动惯量，可见，电机的输出力矩增大时，纵向蠕滑力也要随之增大，否则轮对的角加速度会发生显著的变化，导致轮对打滑或空转。
第一方面，如图2所示，本申请提供一种电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法，用于合理分配多轴协同运行的目标电力机车中各个轮对的牵引力，该牵引力控制方法包括：
100、根据测速传感器反馈的传感数据计算目标电力机车中各个轮对的蠕滑率。
200、在蠕滑率均不超过粘着控制系统减载门槛的情况下，判断目标电力机车处于高粘着运行状态；在任一蠕滑率超过粘着控制系统减载的情况下，判断目标电力机车处于低粘着运行状态。
其中，低粘着蠕滑阈值可以由本领域技术人员根据具体情况和车况进行设置，其目的在于区分目标电力机车当前运行于低粘着或高粘着状态下。
300、在目标电力机车处于高粘着运行状态的情况下，根据各个轮对的蠕滑率计算出各个轮对的高粘电气补偿系数，根据高粘电气补偿系数为各个轮对分配牵引力。
对于处于高粘运行状态的目标电力机车，各个轮对的实际牵引力即为根据高粘电气补偿系数分配到的给定牵引力，其实际扭矩为给定扭矩。
所谓的高粘着是指轮轨之间的摩擦系数能满足机车的粘着需求，机车的粘着控制系统无需对给定力进行减载，即机车各轮对的给定扭矩即为其实际扭矩。以六轴大功率电力机车为例，说明轨面粘着正常时的多轴协同控制策略，如图3所示。即通过电力机车各轴的电机转速，计算出各轴的滚动速度，并基于获取的机车平动速度，计算出各轴的实时蠕滑率，由此计算各轴的电气补偿系数，进而合理分配各轴的给定扭矩，并通过电机输出至机车轮对上。
400、在目标电力机车处于低粘着运行状态的情况下，根据各个轮对的蠕滑率计算出各个轮对的低粘电气补偿系数，根据低粘电气补偿系数通过粘着控制系统为各个轮对分配牵引力。
当某轮对的纵向蠕滑率过大，需要机车的粘着控制系统降低该轴的给定扭矩，此时，打滑或空转轮对的实际扭矩由粘着控制系统输出。各轴扭矩的协同控制策略如图4所示，即通过机车输出的各轴滚动速度和机车平动速度，计算出机车未打滑或空转轮对的实时蠕滑率，计算其电气补偿系数，然后输出给定扭矩，对于打滑或空转轴，其给定扭矩可取电气补偿后各轴的最小扭矩，其输出的实际扭矩由粘着控制系统决定。
可以理解，本申请公开了一种电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法，用于合理分配多轴协同运行的目标电力机车中各个轮对的牵引力。该方法实时计算目标电力机车中各个轮对的蠕滑率，基于该蠕滑率实时判断目标电力机车处于高粘或低粘运行状态，且动态调整目标电力机车的各个轮对的电气补偿系数，从而合理地分配各个轮对的牵引力。由于蠕滑率是机车的轴重转移、轨面粘着、线路激励等综合影响后的结果，因此本申请所公开的牵引力控制方法基于该蠕滑率进行牵引力分配，摒弃了以往仅通过轴重转移量计算电气补偿的牵引力分配方案，更加有效地减少了同一机车中特定轮对的打滑或空转频次。
在步骤100中，包括：
110、获取所述目标电力机车中每组轮对的转速数据ωi和轮径Ri。
120结合所述目标电力机车的平均速度ν0，根据下式计算出所述目标电力机车中每组轮对的的蠕滑率ηi：
其中，ν0代表所述目标电力机车的平均速度；ηi代表第i组轮对的蠕滑率。
其中，测速传感器可以是目标电力机车各个轮对的转速传感器，根据各个轮对的转速数据和轮径，计算该轮组的当前速度，再计算目标电力机车中各个轮对的当前速度的平均值，即为上述目标电力机车的平均速度ν0。
测速传感器还可以是多个测速雷达，多个测速雷达反馈的目标电力机车的当前速度的平均值，即为上述目标电力机车的平均速度ν0。
蠕滑率是机车的轴重转移、轨面粘着、线路激励等综合影响后的结果，因此本申请所公开的牵引力控制方法基于该蠕滑率进行牵引力分配更加合理。
在步骤300中，包括：
310、将目标电力机车内所有轮对的蠕滑率ηi的平均值作为第一参考蠕滑率ηref1。
320、根据下式计算出目标电力机车内各个轮对的第一高粘电气补偿系数ai1：
其中，ai1代表第i组轮对的第一高粘电气补偿系数。
330、根据下式为目标电力机车内各个轮对分配牵引力：
其中，Fsum为目标电力机车总牵引力；Fi'1为第i组轮对分配的牵引力，n为目标电力机车内轮对的组数。
可以理解，对于处于高粘运行状态的目标电力机车，其中各个轮对的牵引力即为按照第一高粘电气补偿系数ai1所分配的牵引力。蠕滑率越大，则电气补偿系数越小，输出的给定力矩也越小，而蠕滑率越小，相应的电气补偿系数越大，则输出的给定力矩也越大，可见，基于蠕滑率的电气补偿系数的计算完全将轨面粘着、轴重转移、轨面粗糙度以及轮轨廓形等其它因素考虑在内，实现了真正意义上的多轴协同控制，相比仅通过轴重转移计算电气补偿的局限性，本发明的优越性非常明显。
在本申请可选的实施例中，步骤300还包括：
340、获取所述目标电力机车处于平动速度下的最大牵引力。
350、将牵引力小于所述最大牵引力的轮对作为高粘目标轮对。
360、将所述目标电力机车电机的最大牵引力分配给所述高粘目标轮对。
370、重新为所述目标电力机车内除所述高粘目标轮对以外的其他轮对计算高粘电气补偿系数，作为第二高粘电气补偿系数ai2。
其中，步骤370具体包括：
371、将所述目标机车内除所述高粘目标轮对外的其他轮对的所述蠕滑率ηi的平均值作为第二参考蠕滑率ηref2。
372、根据下式计算出所述目标机车内除所述高粘目标轮对外的其他轮对的第二高粘电气补偿系数ai2：
其中，ai2代表第i组轮对的第二高粘电气补偿系数。
380、根据所述第二高粘电气补偿系数ai2重新为除所述高粘目标轮对以外的其他轮对分配牵引力。
其中，步骤380具体包括：
根据下式重新为除所述高粘目标轮对以外的其他轮对分配牵引力或电制力F'i2：
F'x代表为所述高粘目标轮对分配的牵引力，Fsum为所述目标电力机车总牵引力，n为目标电力机车内轮对的组数。
可以理解，考虑到目标电力机车电机的最大功率限制，如果当前某轮对的给定扭矩超过电机所能输出的最大扭矩时，则应该将该轮对的输出扭矩直接调整为电机的最大输出扭矩，并重新计算其余轮对的电气补偿系数。
在本申请可选的实施例中，步骤400具体包括：
410、将蠕滑率大于低粘着蠕滑阈值的轮对作为低粘目标轮对。
420、根据蠕滑率为目标机车内除低粘目标轮对以外的其他轮对计算低粘电气补偿系数a'i。
其中步骤420具体包括：
421、将所述目标机车内除所述低粘目标轮对外的其他轮对的所述蠕滑率ηi的平均值作为第三参考蠕滑率ηref3；
422、根据下式计算出所述目标机车内除所述低粘目标轮对外的其他轮对的低粘电气补偿系数a'i：
其中，a'i代表第i组轮对的低粘电气补偿系数。
430、根据低粘电气补偿系数a'i为除低粘目标轮对以外的其他轮对分配牵引力F”i。
其中，步骤430具体包括：
根据下式重新为除所述低粘目标轮对以外的其他轮对分配牵引力Fi”：
其中，F”i代表为所述低粘目标轮对分配的牵引力，F”x代表所述低粘目标轮对按照所述高粘电气补偿系数所能分配到的牵引力。
440、将除低粘目标轮对以外的其他轮对中牵引力最低值分配给低粘目标轮对。
可以理解，对于处于低粘运行状态的目标电力机车，低粘目标轮对的纵向蠕滑率过大，需要机车的粘着控制系统减载以降低该轴的给定扭矩，此时，打滑或空转轮对的实际扭矩由粘着控制系统输出。比如，作为导向牵引的低粘目标轮对最先接触到低粘着轨面，其空转概率最大，当低粘目标轮对发生空转时，此时机车的粘着控制介入，牵引力最低值分配给该低粘目标轮对，有利于及时阻止该低粘目标轮对的打滑现象。当轨面粘着恢复后，其低粘目标轮对蠕滑率将由大变小，实际牵引力也会随之上升，当蠕滑率持续减小直至实际牵引力完全与给定牵引力一致时，机车的牵引力分配将重新按照高粘运行状态的分配方式进行。
第二方面，如图5所示，本申请公开了一种多轴协同运行的电力机车的牵引力控制系统，用于合理分配多轴协同运行的目标电力机车中各个轮对的牵引力，该牵引力控制系统包括：测速传感器10、粘着控制系统20和牵引力分配装置30。其中，测速传感器10可以是转速传感器或多个测速雷达。
所述牵引力分配装置30包括包括一个或多个处理器301；一个或多个输入设备302，一个或多个输出设备303和存储器304。上述处理器301、输入设备302、输出设备303和存储器304通过总线305连接。存储器304用于存储计算机程序，该计算机程序包括程序指令，处理器301用于执行存储器304存储的程序指令。其中，处理器301被配置用于调用该程序指令执行第一方面任一方法的操作：
应当理解，在本发明实施例中，所称处理器301可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(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、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
该存储器304可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器301提供指令和数据。存储器304的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器304还可以存储设备类型的信息。
具体实现中，本发明实施例中所描述的处理器301、输入设备302、输出设备303可执行第一方面任一方法所描述的实现方式，也可执行本发明实施例所描述的终端设备的实现方式，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例中方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本公开的各种实施方式中所使用的表述“第一”、“第二”、“所述第一”或“所述第二”可修饰各种部件而与顺序和/或重要性无关，但是这些表述不限制相应部件。以上表述仅配置为将元件与其它元件区分开的目的。例如，第一用户设备和第二用户设备表示不同的用户设备，虽然两者均是用户设备。例如，在不背离本公开的范围的前提下，第一元件可称作第二元件，类似地，第二元件可称作第一元件。
当一个元件(例如，第一元件)称为与另一元件(例如，第二元件)“(可操作地或可通信地)联接”或“(可操作地或可通信地)联接至”另一元件(例如，第二元件)或“连接至”另一元件(例如，第二元件)时，应理解为该一个元件直接连接至该另一元件或者该一个元件经由又一个元件(例如，第三元件)间接连接至该另一个元件。相反，可理解，当元件(例如，第一元件)称为“直接连接”或“直接联接”至另一元件(第二元件)时，则没有元件(例如，第三元件)插入在这两者之间。
以上描述仅为本申请的可选实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法，用于合理分配目标电力机车中各个轮对的牵引力，其特征在于，包括：
根据测速雷达、传感器反馈的传感数据计算所述目标电力机车中各个轮对的蠕滑率；
在所述蠕滑率均不超过粘着控制系统减载的蠕滑门槛值的情况下，判断所述目标电力机车处于高粘着运行状态；在任一所述蠕滑率超过粘着控制系统减载的蠕滑门槛值的情况下，判断所述目标电力机车处于低粘着运行状态；
在所述目标电力机车处于高粘着运行状态的情况下，根据各个轮对的所述蠕滑率计算出各个轮对的高粘电气补偿系数，根据所述高粘电气补偿系数为各个轮对分配牵引力；
在所述目标电力机车处于低粘着运行状态的情况下，计算未触发粘着控制系统减载的轮对的低粘电气补偿系数，根据所述低粘电气补偿系数为对应的轮对分配牵引力。
2.根据权利要求1所述的电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法，其特征在于，
所述根据测速雷达、传感器反馈的传感数据计算所述目标电力机车中各个轮对的蠕滑率，包括：
获取所述目标电力机车中每组轮对的转速数据ωi和轮径Ri；
结合所述目标电力机车的平动速度ν0，根据下式计算出所述目标电力机车中每组轮对的的蠕滑率ηi：
其中，ν0代表所述目标电力机车的平动速度；ηi代表第i组轮对的蠕滑率。
3.根据权利要求1所述的电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法，其特征在于，
根据各个轮对的所述蠕滑率计算出各个轮对的高粘电气补偿系数，根据所述高粘电气补偿系数为各个轮对分配牵引力，包括：
将目标电力机车内所有轮对的所述蠕滑率ηi的平均值作为第一参考蠕滑率ηref1；
根据下式计算出所述目标电力机车内各个轮对的第一高粘电气补偿系数ai1：
其中，ai1代表第i组轮对的所述第一高粘电气补偿系数；
其中，Fsum为所述目标电力机车总牵引力；F′i1为第i组轮对分配的牵引力，n为目标电力机车内轮对的组数。
4.根据权利要求3所述的电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法，其特征在于，
所述方法还包括：
获取所述目标电力机车处于平动速度下的最大牵引力；
将蠕滑率最小的轮对作为高粘目标轮对；
将所述目标电力机车电机的最大牵引力分配给所述高粘目标轮对；
重新为所述目标电力机车内除所述高粘目标轮对以外的其他轮对计算高粘电气补偿系数，作为第二高粘电气补偿系数ai2；
根据所述第二高粘电气补偿系数ai2重新为除所述高粘目标轮对以外的其他轮对分配牵引力。
5.根据权利要求4所述的电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法和系统，其特征在于，
重新为所述目标电力机车内除所述高粘目标轮对以外的其他轮对计算高粘电气补偿系数，作为第二高粘电气补偿系数ai2，包括：
将所述目标机车内除所述高粘目标轮对外的其他轮对的所述蠕滑率ηi的平均值作为第二参考蠕滑率ηref2；
根据下式计算出所述目标机车内除所述高粘目标轮对外的其他轮对的第二高粘电气补偿系数ai2：
其中，ai2代表第i组轮对的第二高粘电气补偿系数。
6.根据权利要求5所述的电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法，其特征在于，
根据所述第二高粘电气补偿系数ai2重新为除所述高粘目标轮对以外的其他轮对分配牵引力，包括：
根据下式重新为除所述高粘目标轮对以外的其他轮对分配牵引力或电制力F′i2：
F′x代表为所述高粘目标轮对分配的牵引力，Fsum为所述目标电力机车总牵引力，n为目标电力机车内轮对的组数。
7.根据权利要求1所述的电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法，其特征在于，
根据所述蠕滑率计算出未触发粘着控制系统减载的轮对的低粘电气补偿系数，根据所述低粘电气补偿系数通过粘着控制系统为对应的轮对分配牵引力，包括：
将触发粘着控制系统减载的轮对作为低粘目标轮对；
根据所述蠕滑率为所述目标机车内除所述低粘目标轮对以外的其他轮对计算低粘电气补偿系数a′i；
根据所述低粘电气补偿系数a′i为除所述低粘目标轮对以外的其他轮对分配牵引力F″i；
将除所述低粘目标轮对以外的其他轮对中牵引力最低值分配给所述低粘目标轮对。
8.根据权利要求7所述的电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法和系统，其特征在于，
根据所述蠕滑率为所述目标机车内除所述低粘目标轮对以外的其他轮对计算低粘电气补偿系数a′i，包括：
将所述目标机车内除所述低粘目标轮对外的其他轮对的所述蠕滑率ηi的平均值作为第三参考蠕滑率ηref3；
根据下式计算出所述目标机车内除所述低粘目标轮对外的其他轮对的低粘电气补偿系数a′i：
其中，a′i代表第i组轮对的低粘电气补偿系数。
9.根据权利要求8所述的电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法，其特征在于，
所述根据所述低粘电气补偿系数a′i为除所述低粘目标轮对以外的其他轮对分配牵引力F″i，包括：
根据下式重新为除所述低粘目标轮对以外的其他轮对分配牵引力F″i：
其中，F″i代表为所述低粘目标轮对分配的牵引力，F″x代表所述低粘目标轮对按照所述高粘电气补偿系数所能分配到的牵引力。
10.一种电力机车牵引力多轴协同分配的控制系统，用于合理分配目标电力机车中各个轮对的牵引力，其特征在于，包括：
测速传感器、粘着控制系统和牵引力分配装置；
所述牵引力分配装置包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如权利要求1至9任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202210959164.1A CN117622235A (zh) | 2022-08-10 | 2022-08-10 | 一种电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法和系统 |
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| CN117622235A true CN117622235A (zh) | 2024-03-01 |
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| CN202210959164.1A Pending CN117622235A (zh) | 2022-08-10 | 2022-08-10 | 一种电力机车牵引力多轴协同分配的控制方法和系统 |
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| CN (1) | CN117622235A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117851727A (zh) * | 2024-03-06 | 2024-04-09 | 西南交通大学 | 机车起动最优牵引力确定方法 |
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2022
- 2022-08-10 CN CN202210959164.1A patent/CN117622235A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117851727A (zh) * | 2024-03-06 | 2024-04-09 | 西南交通大学 | 机车起动最优牵引力确定方法 |
| CN117851727B (zh) * | 2024-03-06 | 2024-05-14 | 西南交通大学 | 机车起动最优牵引力确定方法 |
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