[发明专利]一种基于架控模式下的城轨列车黏着控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于架控模式下的城轨列车黏着控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S1，建立架控模式下城轨列车的双轴动力学模型以及牵引电机并联运行下的负载模型，以模拟城轨列车的真实运行情况以及架控模式下牵引电机的真实负载；

步骤S2，根据列车运行工况判断模型的两个动轴中更易发生空转的动轴，并将其转子角速度作为参考转子角速度；

步骤S3，根据列车运行的轨面状态对司控牵引力矩进行优化控制，得到牵引电机控制所需的转矩给定值；

步骤S4，根据列车车速和电机转速信号，计算出模型的两个动轮的轮径差以及转矩不平衡度，并根据转矩不平衡度对牵引电机进行励磁补偿，得到牵引电机控制所需的励磁给定值；

步骤S5，根据参考转子角速度、转矩给定值和励磁给定值，进行矢量控制和脉宽调制，获得牵引变流器控制所需的驱动脉冲，对模型的两个牵引电机进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于架控模式下的城轨列车黏着控制方法，其特征在于，所述步骤S1建立的架控模式下城轨列车的双轴动力学模型的数学表达式如下：

式中，M_BG为转向架轴重及平均载荷质量，μ₁为动轮1与轨道间的黏着系数，μ₂为动轮2与轨道间的黏着系数，ω₁为牵引电机1的转子角速度，ω₂为牵引电机2的转子角速度，r₁为动轮1的轮对半径，r₂为动轮2的轮对半径，T_m1为牵引电机1的转矩，T_m2为牵引电机2的转矩，ω_s为同步角速度，v_t为列车车体速度，J_m为归算到电机侧后的等效电机转矩惯量，B为电机粘滞摩擦系数，C为运行阻力系数，R_g为齿轮箱传动比，F_μ1为动轮1与轨道间产生的粘着力，F_μ2为动轮2与轨道间产生的粘着力。

3.根据权利要求1所述的一种基于架控模式下的城轨列车黏着控制方法，其特征在于，所述步骤S1建立的牵引电机并联运行下的负载模型为：

架控模式下，由同一台牵引变流器驱动同一转向架下并联的两台牵引电机运行，齿轮箱、动轴、转向架和车体连接而成的机械装置形成牵引电机的负荷，两台牵引电机的负载转矩满足下式：

式中，T_L1为牵引电机1的负载转矩，T_L2为牵引电机2的负载转矩，T_m1为牵引电机1的转矩，r₁为动轮1的轮对半径，r₂为动轮2的轮对半径，ω_sl为转差角速度，ω₁为牵引电机1的转子角速度。

4.根据权利要求1所述的一种基于架控模式下的城轨列车黏着控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

当司控牵引力矩指令T^*牵引力矩阈值T₁时，则列车运行工况为牵引工况，选取架控并联的两台牵引电机中转子角速度的最小值作为参考转子角速度，即ω＝min(ω₁,ω₂)；

当司控牵引力矩指令T^*制动力矩阈值T₂时，则列车运行工况为牵引工况，选取架控并联的两台牵引电机中转子角速度的最小值作为参考转子角速度，即ω＝min(ω₁,ω₂)；

当牵引力矩阈值T₁司控牵引力矩指令T^*制动力矩阈值T₂，则列车运行工况为惰性工况，选取架控并联的两台牵引电机转子角速度的平均值，即ω＝(ω₁+ω₂)/2；

其中，ω₁为牵引电机1的转子角速度，ω₂为牵引电机2的转子角速度，ω为参考转子角速度。