[发明专利]电机械制动装置制动力观测方法、系统、设备及存储介质

说明书

本发明提供电机械制动装置制动力观测方法、系统、设备及存储介质，涉及制动控制方法领域。该电机械制动装置制动力观测方法包括利用电流闭环控制方法使制动电机输出制动力，推动机械执行机构与制动盘接触，逐步提升电机交轴电流，测定制动盘压力与丝杠位移特征曲线，利用三阶数学模型拟合曲线表达式，测定制动状态下的机械执行机构位移即可获取实时制动力，最后设计制动间隙的调整方法保证制动力观测的可靠性。本发明实现了电机械制动装置制动力的观测方式，满足了电机械制动装置制动力观测的精度要求，降低了系统的安装成本，提升了系统长时间运行的稳定性。

技术领域

本发明涉及制动控制方法技术领域，具体为电机械制动装置制动力观测方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

现在世界范围内广泛应用的列车制动系统通常为电控空气制动系统。尽管电控空气制动系统能够满足轨道车辆吨位提高加大制动力的要求，但其缺陷是控制精度低、响应慢以及能耗和噪音大等。随着轨道车辆的发展，电机械制动技术开始出现在列车制动系统发展中。电机械制动技术是一种利用制动电机直接驱动滚珠丝杠，带动机械执行机构挤压制动盘来产生摩擦力，从而使得列车运动逐渐停止的制动手段，是一种能够替代空气制动技术的新型制动系统。电机械制动系统采用了空气制动的控制指令给定过程，又省去了空气或液压的转换过程，真正实现制动系统的全电气化。目前，电机械制动技术由于其优越的性能已经在诸多领域得到了广泛应用。在航空领域及轨道交通领域，电机械制动控制系统都在逐步取代原有的传统空气制动和液压制动方式，轨道交通领域的电机械制动各项技术还不够成熟，距离真正进入市场还有一段路要走。

电机械制动相比于液压和电空制动，拥有许多独特的技术优势，包括制动力精度高、响应速度快、结构简单、能量转化效率高等，但该控制方式也存在一定的弊端，例如为了达到制动力控制的精度，必须引入力传感器信号建立闭环控制。但考虑到列车实际运行中，在车辆寿命内制动次数将达数十万次，力传感器的安全性和可靠性存在疑问。需要设计一种方法实时观测电机械制动装置制动力，在无力传感器的情况下得到制动力数据，建立制动力控制闭环。

现有的电机械制动系统制动控制方法研究主要侧重于系统设计方面。中国专利号CN111959468A公开了一种轨道车辆电机械制动力控制方法。方法实现了正常制动下摩擦制动力的轴控及轮控、电机械制动与电制动的混合控制、摩擦制动推出力/夹紧力力的闭环控制，实现高精度制动力控制、闸瓦或闸片的实时磨耗检测、基础制动摩擦部件的等磨耗控制，利于车辆的检修；并且可根据车辆实际轮轨黏着情况自适应调整轮轨黏着系数。中国专利号CN113859200A公开了轨道车辆线控制动方法及装置，发明提供的轨道车辆线控制动方法及装置，将车辆列车级制动控制功能集中到多功能车辆控制单元MVCU统一管理，由MVCU整车的制动力管理和分配。当使用以上两种控制方法对电机械制动装置进行制动力控制时，需要安装大量力传感器，成本较高，且随着长时间运行，系统可靠性下降。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了电机械制动装置制动力观测方法、系统、设备及存储介质，解决了现有的控制方法需要安装大量力传感器，成本较高，且随着长时间运行，系统可靠性下降的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一方面，本发明提供了一种电机械制动装置制动力观测方法，包括：

利用电流闭环控制方法使制动电机输出电磁力；

推动机械执行机构与制动盘接触；

提升制动电机交轴电流；

测定制动盘压力与丝杠位移特征曲线；

利用三阶数学模型拟合曲线表达式；

利用间隙调整方法调整机械执行机构与制动盘间隙。