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100%低地板车牵引/导向控制技术研究

杨晓红  
【摘要】:100%低地板车因其在人性化、环境匹配、建设周期与成本、噪声等方面的优势,已经成为城轨交通的新宠。要实现100%低地板车的地板面就必须使用独立轮对,因此独立轮对的导向是100%低地板车的关键技术。本文以100%低地板车为对象,从电力牵引的角度来研究独立轮对导向相关问题。 论文首先对传统轮对及独立轮对进行了受力分析,并结合轮对运动方程,研究了独立轮对不能导向的根本原因。结合传统轮对导向原理,研究了转矩主动导向控制系统,并在SIMULINK中建立了基于异步电机的转矩导向控制系统仿真模型,分析了该系统的牵引、导向性能,证明了控制思想的正确性。对应转矩导向,研究了转速导向控制方案并建立了仿真模型,仿真结果表明转速导向的导向性能优于转矩导向的导向性能。 其次,针对100%低地板车牵引/导向控制系统的特殊性,研究了电机矢量控制系统的弱磁算法及转子时间常数辨识算法,设计了弱磁控制器及转子时间常数观测器。建立了100%低地板车的牵引/导向完整模型,通过仿真验证了算法的准确性及可靠性。 最后,在动力学软件SIMPACK中建立了常规车及100%低地板车的整车模型。通过仿真验证了传统轮对及独立轮对的导向性能。结合转速主动导向控制系统及整车模型做了联合仿真,分别实现了100%低地板车的牵引与导向功能,表明了控制系统的可行性。


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