[发明专利]一种轨道车辆自适应阻力的制动控制方法

说明书

本发明涉及一种轨道车辆自适应阻力的制动控制方法，用以产生阻力导致的减速度偏差信号，使实际制动力与目标制动力相跟随，包括以下步骤：1)构建考虑阻力不确定导致的减速度偏差的列车模型；2)对列车模型建立状态观测器，以总制动力和列车速度作为输入，以阻力不确定带来的减速度偏差估计值作为输出；3)在线估计获取减速度偏差估计值，并利用i时刻的减速度偏差估计值获取下一时刻的目标总制动力，并且根据目标总制动力对轨道车辆进行制动控制。与现有技术相比，本发明具有提高适应性、优化制动等优点。

技术领域

本发明涉及轨道车辆控制领域，尤其是涉及一种轨道车辆自适应阻力的制动控制方法。

背景技术

城轨列车在运行过程中，制动系统承担着辅助控制车速、到站停车和保证安全的责任。其在制动过程中，接收列车信号系统发的制动指令——列车目标减速度，然后根据这个目标减速度区控制自身各个部件。理想状态下，制动系统产生的制动力能使列车达到目标减速度，然而实际过程中，通常会受到阻力的不确定参数的干扰，使实际减速度偏离目标减速度，从而影响列车对车速的控制。其造成的后果最为常见的是列车到站停车不精确，车门对不准站台规定区域；更严重的是增大列车制动距离，引发安全事故。本发明主要与常规的制动控制装置的最大区别在于控制反馈量的不同，常规的制动控制方法以平直线路下忽略制动阻力的理想制动力为控制反馈量；而本发明中的制动控制方法通过对阻力导致的减速度偏差的在线自适应估计，计算出实际的制动力作为控制反馈量，控制制动缸压力，以提高列车制动的精确度。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种轨道车辆自适应阻力的制动控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种轨道车辆自适应阻力的制动控制方法，用以产生阻力导致的减速度偏差信号，使实际制动力与目标制动力相跟随，包括以下步骤：

1)构建考虑阻力不确定导致的减速度偏差的列车模型；

2)对列车模型建立状态观测器，以总制动力和列车速度作为输入，以阻力不确定带来的减速度偏差估计值作为输出；

3)在线估计获取减速度偏差估计值，并利用i时刻的减速度偏差估计值获取下一时刻的目标总制动力，并且根据目标总制动力对轨道车辆进行制动控制。

所述的步骤1)中，考虑减速度偏差的列车模型的表达式为：

其中，v为列车速度，M为列车质量，F_brake为列车总制动力，c为阻力不确定导致的减速度偏差。

所述的状态观测器的表达式为：

其中，z₁为状态观测器的速度估计值，e为速度偏差,z₂为阻力不确定带来的减速度偏差估计值,α₁、α₂、β₁和β₂为状态观测器的参数，h₂为计算步长，fal(·)为非线性函数。

所述的步骤3)中，下一时刻的目标总制动力F_brake(i+1)的计算式为：

其中，为i时刻的减速度偏差估计值，r为i时刻的列车加速度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明设提供了一种轨道车辆自适应阻力的制动控制方法，该方法能针对阻力不确定的参数对列车制动进行优化，在列车的实际运行过程中根据所反馈的轴速、轴重、制动缸压力等实时信息实现针对列车制动力的闭环控制，从而提高列车在实际制动过程中对于阻力不确定参数的适应性。

附图说明