[发明专利]列车电空复合制动系统的建模方法、系统及存储介质

权利要求书

1.一种列车电空复合制动系统的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

分别构建高速列车的再生制动模型和空气制动单元模型，并确定所述高速列车的制动控制逻辑和工作原理；

基于所述制动控制逻辑和工作原理，联合所述再生制动模型和空气制动单元模型构建所述高速列车的整车制动模型；

联合所述再生制动模型和空气制动单元模型构建所述高速列车的整车制动模型，包括以下步骤：

以MATLAB/Simulink为主控软件，配置联合仿真环境，创建联合仿真接口，在AMESim软件中创建一个单输入单输出的仿真接口，仿真接口的输入为EP阀的预控压力端，仿真接口的输出为制动缸的输出压力，在AMESim中运行仿真，选择在MATLAB/Simulink生成s函数，在MATLAB/Simulink软件中调用在AMESim软件中搭建的直通式空气制动单元模型的s函数，s函数的输入端连接控制逻辑计算出的所需空气制动力的电信号，s函数的输出的制动缸压力列车轮对，将s函数的仿真步长调整为与在MATLAB/Simulink软件中搭建的再生制动模型的仿真步长一致，以形成所述整车制动模型。

2.根据权利要求1所述的列车电空复合制动系统的建模方法，其特征在于，所述再生制动模型运用磁场定向控制方法和空间矢量调制原理，通过控制电机的电磁转矩，实现高速列车再生制动过程，所述再生制动模型的电磁转矩控制公式为：

其中，T_e为电机的电磁转矩，B为阻尼系数，J表示转动惯量，w_m表示机械角速度，T_L表示负载转矩。

3.根据权利要求1所述的列车电空复合制动系统的建模方法，其特征在于，所述空气制动单元模型通过以下步骤构建：

从真实的直通式空气制动单元中的各个部件中选取关键阀门部件，并确定真实的直通式空气制动单元中各个关键阀门部件的连接关系，在气压/液压系统建模仿真软件中根据阀门部件的原理搭建所述空气制动单元的关键阀门部件，并按照所述连接关系在所述气压/液压系统建模仿真软件将搭建的关键阀门部件连接起来，以形成直通式空气制动单元模型，其中，关键阀门部件包括但不限于EP阀、空重阀、中继阀。

4.根据权利要求1所述的列车电空复合制动系统的建模方法，其特征在于，所述再生制动模型通过MATLAB/Simulink软件构建，所述空气制动单元模型通过气压/液压系统建模仿真软件AMESim构建。

5.根据权利要求1所述的列车电空复合制动系统的建模方法，其特征在于，所述整车制动模型包括：模拟司控器、控制逻辑模块、再生制动模型、空气制动模型以及列车行驶速度计算模块，模拟司控器与控制逻辑模块连接，控制逻辑模块分别与再生制动模型、空气制动模型连接，再生制动模型、空气制动模型与列车行驶速度计算模块连接；所述整车制动模型的仿真过程包括以下步骤：

模拟司控器发送目标控制等级给所述控制逻辑模块，所述目标控制等级用于控制制动减速度；

所述控制逻辑模块接收并根据所述目标控制等级确定目标制动减速度a，并根据所述目标制动减速度a以及当前列车的状态数据计算列车所需的总制动力，并根据所述总制动力以及所述制动控制逻辑确定所需的再生制动力和空气制动力，将所述再生制动力发送给所述再生制动模型，将所述空气制动力分配给所述空气制动模型；

再生制动模型接收并根据所述再生制动力计算出电机的机械角速度，并将所述机械角速度发送给所述列车行驶速度计算模块；所述空气制动模型接收并根据所述空气制动力计算出制动缸压力，并将所述制动缸压力发送给所述列车行驶速度计算模块；

所述列车行驶速度计算模块接收并根据所述机械角速度以及制动缸压力计算所述列车的仿真速度，以实现整车制动模型的仿真。