制動(dòng)單元控制算法的研究.pdf

1、鐵路運(yùn)輸作為交通運(yùn)輸體系中的一個(gè)重要分支，是解決長距離、大貨物量和旅客運(yùn)輸?shù)闹匾緩?。為滿足社會(huì)需求，提高鐵路運(yùn)輸效率，安全高速成為如今鐵路運(yùn)輸發(fā)展的重要目標(biāo)。高性能的制動(dòng)控制系統(tǒng)是列車高速安全行駛的重要保障之一。而制動(dòng)控制單元BCU又是制動(dòng)控制系統(tǒng)中的核心部件，其所選擇的控制算法又是列車制動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)精確性，快速性和穩(wěn)定性的重要保障。因此要求開展制動(dòng)控制系統(tǒng)中BCU的控制算法的研究
　　本文選擇具備微機(jī)控制技術(shù)的機(jī)車制動(dòng)控制系統(tǒng)為

2、研究對(duì)象，建立起基于高速開關(guān)閥的均衡風(fēng)缸壓力制動(dòng)控制系統(tǒng)，本文首先分析了機(jī)車制動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，探討了機(jī)車制動(dòng)控制系統(tǒng)的均衡風(fēng)缸壓力控制過程。針對(duì)機(jī)車制動(dòng)控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵模塊進(jìn)行了深入研究，通過建立相關(guān)模塊的數(shù)學(xué)模型，并基于Matlab/Simulink平臺(tái)搭建相應(yīng)地仿真模型，為進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)。
　　隨后在制動(dòng)控制單元中控略策略進(jìn)行了研究。首先分析了傳統(tǒng)PID控制均衡風(fēng)缸壓力控制的工作原理與過程，建立控制算法仿真模型

3、，仿真結(jié)果表明傳統(tǒng)PID控制可基本滿足機(jī)車制動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)控制快速性和精確性的要求，但當(dāng)系統(tǒng)受到外界干擾時(shí)，控制系統(tǒng)魯棒性不強(qiáng)。其次，對(duì)模糊控制算法進(jìn)行了深入研究，采用模糊控制策略實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)車制動(dòng)控制系統(tǒng)中均衡風(fēng)缸壓力的控制，建立了控制算法仿真模型，仿真結(jié)果表明模糊控制能夠保證機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)良好的魯棒性，但控制精度不高。最后，為同時(shí)滿足系統(tǒng)對(duì)魯棒性和控制精度的要求，研究了模糊PID控制技術(shù)，即在大范圍內(nèi)采用模糊控制器，保證機(jī)車制動(dòng)控制系統(tǒng)中

4、均衡風(fēng)缸壓力的控制具有較好的魯棒性，在小范圍內(nèi)采用PID控制器，保證機(jī)車制動(dòng)控制系統(tǒng)中均衡風(fēng)缸壓力的控制具有較高的控制精度。建立了該復(fù)合控制策略的仿真模型，仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)PID控制與模糊控制比，該模糊PID控制能夠使機(jī)車制動(dòng)控制系統(tǒng)同時(shí)獲得較高的控制精度和較強(qiáng)的魯棒性，且具有響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。
　　最后為驗(yàn)證模糊PID控制策略的控制性能，在改變機(jī)車制動(dòng)控制系統(tǒng)中高速開關(guān)閥閥口面積、高速開關(guān)閥閥芯最大運(yùn)動(dòng)量程、高速開關(guān)閥線圈數(shù)