[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

说明书

本发明公开了列车电空复合制动系统的建模方法、系统及存储介质，通过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；基于所述整车制动模型对所述整车制动过程进行仿真。相比现有技术，通过本发明的建模方法构建出的正常制动模型能更加全面的仿真的高速列车的制动系统的实际运行状态。

技术领域

本发明涉及高速列车制动系统数值仿真技术领域，尤其涉及列车电空复合制动系统的建模方法、系统及存储介质。

背景技术

高速列车是我国交通运输领域高端装备的代表，安全高效的运行是高速列车发展的首要任务。制动系统是确保高速列车安全高效运行的关键系统之一。为了实时检测制动系统的安全可靠运行，往往采用各种诊断算法对制动系统进行实时检测，采用各种控制算法提升因故障导致的性能下降，但所采用的故障诊断算法以及控制算法在投入使用前，都必须通过实验验证其算法的准确性。

目前针对高速列车制动系统的仿真中，大多单独建立制动系统的电制动模型或空气制动模型，上述单个电制动模型或空气制动模型仅仅只能电空复合制动系统在单独使用该制动子系统时的运行状况，并不能反映电空复合制动系统的整体运行状况，因此，如何构建电空复合制动系统的仿真模型以了解电空复合制动系统的整体运行状态已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了列车电空复合制动系统的建模方法、系统及存储介质，用于解决现有技术中单个电制动模型或空气制动模型不能反映电空复合制动系统的运行状况的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种列车电空复合制动系统的建模方法，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，并确定高速列车的制动控制逻辑和工作原理；

基于制动控制逻辑和工作原理，联合再生制动模型和空气制动单元模型构建高速列车的整车制动模型。

优选的，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，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，一般为0，J表示转动惯量，w_m表示机械角速度，T_L表示负载转矩。

优选的，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空气制动单元的关键阀门部件，并按照连接关系在气压/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。

优选的，再生制动模型通过MATLAB/Simulink软件构建，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。

优选的，联合再生制动模型和空气制动单元模型构建高速列车的整车制动模型，包括以下步骤：