[发明专利]一种带磨耗补偿的自动对中控制装置有效

申请号：	201810361325.0	申请日：	2018-04-20
公开（公告）号：	CN108819963B	公开（公告）日：	2019-12-10
发明（设计）人：	王文星;李红梁;谭勇;夏浪;高彪;黄梦莹	申请（专利权）人：	株洲时代电子技术有限公司
主分类号：	B61D15/08	分类号：	B61D15/08;B61K9/08
代理公司：	11227 北京集佳知识产权代理有限公司	代理人：	罗满
地址：	412007 湖南***	国省代码：	湖南;43
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摘要：
搜索关键词：	磨耗补偿钢轨计算单元控制装置实际位置自动对中磨耗量轨头探轮对中传感器对中装置控制偏差数据计算输出三档
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【权利要求书】：

1.一种带磨耗补偿的自动对中控制装置，其特征在于，包括：

对中传感器(7)，获取钢轨(3)内侧的轨廓数据，以及探轮(1)的实际位置；

磨耗补偿计算单元(9)，根据所述钢轨(3)内侧的轨廓数据计算所述钢轨(3)的轨头磨耗量，通过该磨耗量计算磨耗补偿量，并根据磨耗补偿量至少分三档对对中基准值进行补偿；

PID控制单元(4)，根据所述磨耗补偿计算单元(9)输出的经过补偿的对中基准值，以及所述探轮(1)的实际位置进行PID控制，并输出对中控制值。

2.根据权利要求1所述带磨耗补偿的自动对中控制装置，其特征在于：

当所述钢轨(3)出现磨耗时，所述磨耗补偿计算单元(9)输出至PID控制单元(4)的经过补偿的对中基准值n₁设定为n₀-m，其中，n₀为在无磨耗的钢轨(3)上设定的对中基准值，m为磨耗补偿量；

所述PID控制单元(4)输出的控制值为：

E_i＝Ae_i-Be_i-1+Ce_i-2，e_i＝n_i-n₁

其中，E_i为第i次控制值，e_i为第i次探轮(1)的位置偏差，e_i-1为第i-1次探轮(1)的位置偏差，e_i-2为第i-2次探轮(1)的位置偏差，A、B、C为PID控制参数，n_i为第i次探轮(1)实际位置的反馈值。

3.根据权利要求2所述带磨耗补偿的自动对中控制装置，其特征在于：所述磨耗补偿计算单元(9)通过计算轨头磨耗面积S来确定所述钢轨(3)的轨头磨耗量；定义所述钢轨(3)轨头端角以上至钢轨(3)上表面以下的设定高度x，计算位于该高度x内所述钢轨(3)实际轨廓和标准轨廓之间包围的面积值，并将该面积值定义为磨耗面积S。

4.根据权利要求3所述带磨耗补偿的自动对中控制装置，其特征在于，所述磨耗补偿计算单元(9)根据以下公式计算所述磨耗补偿量m：

其中，a₁为第一中度磨耗补偿阈值，b₁为第一重度磨耗补偿阈值，m₁₁为第一中度磨耗补偿量，m₁₂为第一重度磨耗补偿量。

5.根据权利要求4所述带磨耗补偿的自动对中控制装置，其特征在于：

第一中度磨耗补偿阈值a₁的取值范围设置为

第一重度磨耗补偿阈值b₁的取值范围设置为

6.根据权利要求5所述带磨耗补偿的自动对中控制装置，其特征在于：

第一中度磨耗补偿量m₁₁的取值范围设置为

第一重度磨耗补偿量m₁₂的取值范围设置为

7.根据权利要求2所述带磨耗补偿的自动对中控制装置，其特征在于：所述磨耗补偿计算单元(9)通过计算所述钢轨(3)的轨头内侧实际廓形线的斜率k来确定所述钢轨(3)的轨头磨耗量。

8.根据权利要求7所述带磨耗补偿的自动对中控制装置，其特征在于，所述磨耗补偿计算单元(9)根据以下公式计算所述磨耗补偿量m：

其中，a₂为第二中度磨耗补偿阈值，b₂为第二重度磨耗补偿阈值，m₂₁为第二中度磨耗补偿量，m₂₂为第二重度磨耗补偿量。

9.根据权利要求8所述带磨耗补偿的自动对中控制装置，其特征在于：