[发明专利]一种地铁车辆及其电机力矩恢复方法、系统及其应用系统

说明书

技术领域

本申请涉及地铁车辆技术领域，更具体地说，涉及一种地铁车辆及其电机力矩恢复方法、系统及其应用系统。

背景技术

地铁车辆的车轮运行在钢轨上有3种状态，分别如下：

（1）纯滚动状态，这种状态是一种理想状态，此时车轮与钢轨之间无相对滑动，车轮与钢轨之间的摩擦为静摩擦，此时的静摩擦即是能发挥出最大的牵引/制动力矩；

（2）粘着状态，车轮和钢轨在很高的压力作用下会有少许变形，轮轨间的接触部分形成椭圆形接触区，轮轨接触面之间不是纯粹的静摩擦状态，而是一种粘着状态，粘着状态是介于纯滚动状态和空转滑行状态之间的一种状态，它对牵引/制动力的发挥具有促进作用。蠕滑速度V_s是指车轮速度V_wheel与车体速度V_vehicle之间的差值，V_s=V_wheel-V_vehicle。当蠕滑速度较小时，轮轨间处于粘着状态，而当蠕滑速度较大时，轮轨间进入空转滑行状态；

（3）空转滑行状态，当蠕滑速度超过最佳粘着速度时，轮轨间就进入空转滑行状态，车轮在钢轨上出现空转/滑行时，它们之间形成动摩擦力，此时牵引/制动力将大大减小，而且车轮在钢轨上空转滑行时会导致车轮踏面擦伤，因此这种情况是必须要避免的。

为防止空转滑行状态出现，需要对空转滑行状态进行检测，当系统检测到空转滑行状态发生时，根据控制策略需要对电机力矩进行卸载，避免继续空转滑行，而当空转滑行状态已经结束时则需要对电机力矩进行恢复，实现再粘着状态。

现有的电机力矩恢复方法主要是保持+线性恢复策略。保持是指当力矩卸载完成后并不立即进行恢复，而是保持当前卸载量一段时间，以确保轮轨间已经退出空转滑行状态；线性恢复的力矩恢复速率恒定，如图1所示，有些在恢复最后阶段改变恢复斜率，如图2所示，使恢复过程变缓慢。图3是连续卸载示意图。由图1、图2和图3可知，当力矩卸载完成后，再粘着力矩恢复时并不平滑，尤其是当出现连续卸载情况时，输出力矩会连续抖动，导致车辆的平稳性和乘坐舒适性较低。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种地铁车辆的电机力矩恢复方法、系统及其应用系统，以解决现有的电机力矩恢复方法导致的地铁车辆平稳性和乘坐舒适性较低的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种地铁车辆的电机力矩恢复方法，包括如下步骤：

当检测到空转滑行时，等待卸载完成，并记录卸载完成时的最大卸载量；

开始恢复电机力矩，在恢复过程中根据每时刻的电机当前力矩与给定力矩的差值即当前卸载量，和根据所述最大力矩卸载量获得的预设方程计算得到的当前力矩恢复量进行恢复；

当所述电机当前力矩大于或等于所述给定力矩时，停止恢复电机力矩。

优选的，所述最大卸载量为：

当卸载完成时，所述电机当前力矩与所述给定力矩的差值。

优选的，所述在恢复过程中根据每时刻的电机当前力矩与给定力矩的差值即当前卸载量，和根据所述最大力矩卸载量获得的预设方程计算得到的当前力矩恢复量进行恢复，包括：

根据公式a=k.x₀计算得到恢复系数a，x₀为所述最大卸载量，k为常系数；

根据公式y=f（x；a）计算当前力矩恢复量的标幺值y，其中x为当前卸载量的标幺值，x=所述当前卸载量/最大给定力矩；

根据公式所述当所述前力矩回复量=y.x₀得到所述当前力矩回复量。

优选的，所述公式

y=f（x；a）具体为：