CN112124277B - 轨道车辆制动缸压力控制方法、装置及轨道车辆 - Google Patents
轨道车辆制动缸压力控制方法、装置及轨道车辆 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112124277B CN112124277B CN202011033146.8A CN202011033146A CN112124277B CN 112124277 B CN112124277 B CN 112124277B CN 202011033146 A CN202011033146 A CN 202011033146A CN 112124277 B CN112124277 B CN 112124277B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- brake cylinder
- air
- exhausting
- charging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T11/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant
- B60T11/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic
- B60T11/101—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic equalising arrangements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
- B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
- B60T13/66—Electrical control in fluid-pressure brake systems
- B60T13/68—Electrical control in fluid-pressure brake systems by electrically-controlled valves
- B60T13/683—Electrical control in fluid-pressure brake systems by electrically-controlled valves in pneumatic systems or parts thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
- B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
- B60T13/24—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release the fluid being gaseous
- B60T13/26—Compressed-air systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
- B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
- B60T13/66—Electrical control in fluid-pressure brake systems
- B60T13/665—Electrical control in fluid-pressure brake systems the systems being specially adapted for transferring two or more command signals, e.g. railway systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
- B60T17/18—Safety devices; Monitoring
- B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
- B60T17/228—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices for railway vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
- B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
- B60T8/1701—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles
- B60T8/1705—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles for rail vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
- B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
- B60T8/171—Detecting parameters used in the regulation; Measuring values used in the regulation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61H—BRAKES OR OTHER RETARDING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR RAIL VEHICLES; ARRANGEMENT OR DISPOSITION THEREOF IN RAIL VEHICLES
- B61H11/00—Applications or arrangements of braking or retarding apparatus not otherwise provided for; Combinations of apparatus of different kinds or types
- B61H11/06—Applications or arrangements of braking or retarding apparatus not otherwise provided for; Combinations of apparatus of different kinds or types of hydrostatic, hydrodynamic, or aerodynamic brakes
- B61H11/10—Aerodynamic brakes with control flaps, e.g. spoilers, attached to the vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Braking Systems And Boosters (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
Abstract
本申请实施例提供一种轨道车辆制动缸压力控制方法、装置及轨道车辆,涉及轨道车辆技术,用于克服相关技术中调节制动缸压力时极易导致超调量过大,导致电磁阀频繁调节的问题。所述方法,包括:获取列车制动缸的充排风量及制动缸气流量;根据所述制动缸的充排风量及制动缸气流量确定充排风时间,根据所述充排风时间控制充排风电磁阀充排风的工作时长;在充排风电磁阀充排风的工作时长达到充排风时间时,获取所述制动缸的预测压力,根据所述预测压力控制所述充排风电磁阀的工作状态。
Description
技术领域
本申请涉及轨道车辆技术,尤其是涉及一种轨道车辆制动缸压力控制方法、装置及轨道车辆。
背景技术
轨道列车制动***具有常用制动、紧急制动、快速制动、保持制动等功能,其中常用制动采用电空混合制动方式,依靠电制动和空气制动共同完成,优先使用电制动,电制动不足时,补充空气制动。在低速、紧急、电制动故障等情况下,需要完全施加空气制动,空气制动的性能对整车的性能有重要的影响。
相关技术中,制动***通常采用PWM信号以及PID控制方法对充排风电磁阀进行控制,首先确定传感器采集压力值和设定压力值的差值,如果差值超过了预设的误差范围,将误差输入到PID调节控制器后得到控制输出,将输出通过线性映射函数计算出占空比,最后输出PWM信号控制制动电磁阀和缓解电磁阀对容积室压力进行调节。
然而,由于制动空气管路***的延迟作用,导致制动缸压力反应滞后,采用相关技术中的方法极易导致超调量过大,导致电磁阀频繁调节。
发明内容
本申请实施例中提供一种轨道车辆制动缸压力控制方法、装置及轨道车辆,用于克服相关技术中调节制动缸压力时极易导致超调量过大,导致电磁阀频繁调节的问题。
本申请实施例第一方面提供一种列车制动缸的压力控制方法,包括:
获取列车制动缸的充排风量及制动缸气流量;
根据所述制动缸的充排风量及制动缸气流量确定充排风时间,根据所述充排风时间控制充排风电磁阀充排风的工作时长;
在充排风电磁阀充排风的工作时长达到充排风时间时,获取所述制动缸的预测压力,根据所述预测压力控制所述充排风电磁阀的工作状态。
本申请实施例第二方面提供一种列车制动缸的压力控制装置,包括:
获取模块,用于获取列车制动缸的充排风量及制动缸气流量;
第一控制模块,用于根据所述制动缸的充排风量及制动缸气流量确定充排风时间,根据所述充排风时间控制充排风电磁阀充排风的工作时长;
第二控制模块,用于在充排风电磁阀充排风的工作时长达到充排风时间时,获取所述制动缸的预测压力,根据所述预测压力控制所述充排风电磁阀的工作状态。
本申请实施例第三方面提供一种轨道车辆,包括列车制动缸及如前述6-11任一项所述的压力控制装置;所述压力控制装置与所述列车制动缸连接。
本申请实施例提供一种轨道车辆制动缸压力控制方法、装置及轨道车辆,通过分阶段控制制动缸压力,优先根据确定的充排风时间控制充排风电磁阀充排风的工作时长,再根据预测压力控制充排风电磁阀的工作状态,实现对制动缸压力的精确控制,利于防止超调量过大的问题,从而,既能够提高了制动***的响应速度和制动距离的稳定性,也利于降低电磁阀的启闭频率,利于延长电磁阀的使用寿命。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为一示例性实施例提供的方法的流程示意图;
图2(a)及图2(b)分别为一示例性实施例提供的气缸的连接模型示意图;
图3(a)至图3(d)为一示例性实施例提供的气缸压力和充风量曲线示意图;
图4(a)及图4(b)分别为一示例性实施例提供的气缸充风量与气压变化量曲线示意图;
图5为一示例性实施例提供的20℃、3bar初始气压下气缸充风量与气压变化量曲线示意图;
图6(a)至图6(d)为一示例性实施例提供的制动缸气流量调整示意图;
图7为一示例性实施例提供的排风流量曲线示意图;
图8为一示例性实施例提供的斜率及其对应的压力滞后变化量的示意图;
图9为一示例性实施例提供的充风过程中拟合得到斜率和压力滞后变化量的曲线示意图;
图10为一示例性实施例提供的排风过程中拟合得到斜率和压力滞后变化量的曲线示意图;
图11为另一示例性实施例提供的装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明,显然,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是所有实施例的穷举。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
相关技术中,制动***通常采用PWM信号以及PID控制方法对充排风电磁阀进行控制,首先确定传感器采集压力值和设定压力值的差值,如果差值超过了预设的误差范围,将误差输入到PID调节控制器后得到控制输出,将输出通过线性映射函数计算出占空比,最后输出PWM信号控制制动电磁阀和缓解电磁阀对容积室压力进行调节。然而,由于制动空气管路***的延迟作用,导致制动缸压力反应滞后,导致超调量过大和电磁阀频繁调节。无法保证***的响应时间精度和稳定的制动距离。电磁阀动作频繁,在每个压力采样周期内电磁阀动作多次,会降低电磁阀的使用寿命。
为了克服上述问题,本申请实施例提供一种轨道车辆制动缸压力控制方法、装置及轨道车辆,通过分阶段控制制动缸压力,优先根据确定的充排风时间控制充排风电磁阀充排风的工作时长,再根据预测压力控制充排风电磁阀的工作状态,实现对制动缸压力的精确控制,利于防止超调量过大的问题,从而,既能够提高了制动***的响应速度和制动距离的稳定性,也利于降低电磁阀的启闭频率,利于延长电磁阀的使用寿命。
下面结合附图对本实施例提供的轨道车辆制动缸压力控制方法的功能及实现过程进行举例说明。
如图1所示,本实施例提供的轨道车辆制动缸压力控制方法,包括:
S101、获取列车制动缸的充排风量及制动缸气流量;
S102、根据制动缸的充排风量及制动缸气流量确定充排风时间,根据充排风时间控制充排风电磁阀充排风的工作时长;
S103、在充排风电磁阀充排风的工作时长达到充排风时间时,获取制动缸的预测压力,根据预测压力控制充排风电磁阀的工作状态。
在步骤S101中,根据预先建立的充排风量模型、获取的制动缸的环境温度及初始压力确定制动缸的充排风量。
根据预先建立的气流量模型、获取的制动缸压力及总风管压力,确定制动缸的制动缸气流量。
其中,充排风量模型及气流量模型可预先通过仿真建立。
充排风量模型的建立过程可如下:通过模型仿真和计算得到在不同环境温度、初始气压下,制动缸的充排风量与制动缸压力变化量之间的大量曲线关系,利用BP神经网络训练来拟合制动缸的充排风量与环境温度、初始气压、制动缸压力变化量之间的神经网络模型。
具体地,通过仿真软件建立气压源和气缸通过流量计连接的模型以及气缸和大气通过流量计连接的模型,气缸的容积与轨道车辆制动缸的容积相同。在气压源和气缸连接的模型中,流量计测量流量并对流量进行积分得到充风量,设置气缸的初始压力为0,设置气压源的压力为6bar,设置环境温度为T1,仿真得到气缸从0bar上升到6bar的过程中,在不同环境温度下气缸压力与时间的曲线以及气缸充风量与时间的曲线,以气缸压力曲线中的某个气压P1作为初始压力,以气缸压力的变化量作为横坐标,以气缸充风量为纵坐标,得到在环境温度T1下,初始气压为P1时,气缸压力上升过程气缸充风量与气压变化量之间的曲线关系,该曲线处于第一象限;在气缸和大气连接的模型中,设置气缸的初始压力为6bar,设置环境温度为T1,仿真得到气缸从6bar下降到0bar的过程中,在不同环境温度下气缸压力与时间的曲线以及气缸充风量(此时为负)与时间的曲线,以气缸压力曲线中的某个气压P1作为初始压力,以气缸压力的变化量作为横坐标,以气缸充风量为纵坐标,得到在环境温度T1下,初始气压为P1时,气缸压力下降过程气缸充风量与气压变化量之间的曲线关系,该曲线处于第三象限;将上述两条曲线合并可以得到完整的曲线,即在环境温度T1下,初始气压为P1时,气缸的气体流量与气缸压力变化量之间的曲线。
以一定的步长遍历不同的环境温度和不同的初始压力可以得到在不同环境温度和不同气缸初始压力下,气缸的气体流量与气缸压力变化量之间的曲线。
遍历的曲线是有限的,利用有限的曲线,通过神经网络拟合方法,得到气缸的气体流量与环境温度、初始气压、气缸压力变化量之间的关系,即可在任意环境温度、初始气压、气缸压力变化量下计算气缸气体流量。
采用BP神经网络方法训练,配置如下:
输入层:输入节点数为3,分别为环境温度、初始气压和气缸压力变化量
隐含层数:在[n+1,3n+1](n为输入节点数)即[4,10]范围内取隐含层数,分别训练神经网络,以误差最小的一个作为最终的隐含层数;
隐含层节点数:取节点数为sqrt(n+l)+a,a为∈[1,10],即节点数在[3,12]中取值,分别训练神经网络,以误差最小的一个作为最终的隐含层节点数;
输出层为气缸的气体流量;
隐含层激活函数选择双曲正切函数;
输出层激活函数选择线性函数。
举例来说:
通过仿真软件建立气压源和气缸通过流量计连接的模型以及气缸和大气通过流量计连接的模型,如图2(a)和图2(b)所示,气缸的容积与轨道车辆制动缸的容积相同。在气压源和气缸连接的模型中,流量计测量流量并对流量进行积分得到充风量,设置气缸的初始压力为0,设置气压源的压力为6bar,设置环境温度为20℃,仿真得到气缸从0bar上升到6bar的过程中,气缸压力与时间的曲线以及气缸充风量与时间的曲线如图3(a)、图3(c)所示,选取图中曲线中间部分(也即图中的A部分),以气缸压力曲线中的3bar作为初始压力,以气缸压力的上升变化量作为横坐标,以气缸充风量为纵坐标,得到在20℃下,初始气压为3bar时,气缸压力上升过程气缸充风量与气压变化量之间的曲线关系,该曲线处于第一象限如图4(a)所示;在气缸和大气连接的模型中,设置气缸的初始压力为6bar,设置环境温度为20℃,仿真得到气缸从6bar下降到0bar的过程中,气缸压力与时间的曲线以及气缸充风量与时间的曲线如图3(b)、图3(d)所示,以气缸压力的上升变化量作为横坐标,以气缸压力曲线中的3bar作为初始压力,以气缸压力的下降变化量作为横坐标,以气缸充风量为纵坐标,得到在20℃下,初始气压为3bar时,气缸压力下降过程气缸充风量与气压变化量之间的曲线关系,该曲线处于第三象限如图4(b)所示;将图4(a)和图4(b)画在同一个坐标轴下得到图5,即在环境温度为20摄氏度,初始气压为3bar的工况下,制动缸的充排风量与制动缸压力变化量之间的曲线关系。
以一定的步长遍历不同的环境温度和不同的初始压力可以得到在不同环境温度和不同气缸初始压力下,气缸的气体流量与气缸压力变化量之间的曲线利用大量曲线数据,用于进行神经网络训练曲线拟合。
采用BP神经网络方法训练,配置如下:
输入层:输入节点数为3,分别为环境温度、初始气压和气缸压力变化量
隐含层数:在[n+1,3n+1](n为输入节点数)即[4,10]范围内取隐含层数,分别训练神经网络,以误差最小的一个作为最终的隐含层数;
隐含层节点数:取节点数为sqrt(n+l)+a,a为∈[1,10],即节点数在[3,12]中取值,分别训练神经网络,以误差最小的一个作为最终的隐含层节点数;
输出层为气缸的气体流量;
隐含层激活函数选择双曲正切函数;
输出层激活函数选择线性函数。
隐含层数可选取7种不同情况,隐含层节点数可选取10种不同情况,一共有70种训练情况,经过训练得到隐含层数为5层,隐含层节点数为3时误差最小,因此以5层隐含层和3个隐含层节点的模型作为最终拟合的神经网络模型。
气流量模型的建立过程可如下:通过模型仿真和试验调整来确定得到制动缸气流量与制动缸压力、总风管压力之间的关系:①充风过程:根据实车充风气路建立仿真模型,仿真得到不同总风管压力和不同制动缸端压力下的充风气体流量,得到以制动缸端压力为x轴,以总风管压力为y轴,充风气体流量为z轴的三维曲面,通过试验得到几个典型工况下的气体流量,对仿真得到的三维曲面进行调整;②排风过程:根据实车排风气路建立仿真模型,仿真得到不同制动缸压力下的排风气体流量,得到以制动缸压力为x轴,排风气体流量为y轴的曲线,通过实验得到几个典型工况下的排风气体流量对曲线进行调整。通过调整后的充风曲面和排风曲线可以根据制动缸压力、总风管压力计算制动缸气流量。
举例来说:充风过程:仿真得到气流量曲面:根据实车充风气路建立仿真模型,总风管压力分别取值0.1bar、0.2bar...6bar,制动缸压力分别取值0.1bar、0.2bar...总风管压力,进行仿真,得到不同总风管压力和不同制动缸端压力下的充风气体流量,经过拟合得到以制动缸端压力为x轴,以总风管压力为y轴,充风气体流量为z轴的三维曲面,如图6(a)所示,制动缸压力为0bar时的边界曲线和总风管压力为6bar时的边界曲线分别如图6(b)和图6(c)中的实线(相对于带*的曲线靠上的曲线L1和L3)所示。
试验进行调整:通过试验得到制动缸压力为0bar时,在不同总风管压力下的气流量如图6(b)中的*点所示,通过曲线拟合得到图6(b)中带*的曲线(相对靠下的曲线L2);通过试验得到总风管压力为6bar时,在不同制动缸压力下的气流量如图6(c)中的*点所示,通过曲线拟合得到图6(c)中带*的曲线(相对靠下的曲线L4);根据图6(b)和图6(c)对图6(a)中的曲面进行调整,调整方法为:总风管压力取值xbar(x=0.1,0.2,...6bar),制动缸压力取值为ybar(y=0.1,0.2,...x),从图6(b)中得到总风管压力为xbar时试验边界曲线和仿真边界曲线的数值比例为kx,从图6(c)中得到制动缸压力为ybar时试验边界曲线和仿真边界曲线的数值比例为ky,得到调整系数为k=(kx+ky)/2,将调整系数乘以图6(a)中总风管压力和制动缸压力分别为xbar和ybar时的气流量,得到调整后的气流量。最终得到调整前后的气流量曲面如图6(d)所示,根据调整后的气流量曲面可以通过总风管压力和制动缸压力计算充风气流量。
排风过程:通过试验得到不同制动缸压力下的气流量如图6中的*点所示,通过曲线拟合得到图7中曲线,根据气流量曲线可以通过制动缸压力计算排风气流量。
在步骤S102中,根据得到的制动缸的充排风量及制动缸气流量确定充排风时间,根据充排风时间控制充排风电磁阀充排风的工作时长。示例性地,将制动缸充排风量除以制动缸气流量可得到所需的充排风时间。在一次调节阶段,按照得到的充排风时间控制充排风电磁阀充排风的工作时长,在充排风电磁阀充排风的实际工作时长达到该充排风时间时,进行二次调节阶段,执行步骤S103。
在步骤S103中,在充排风的工作时长达到充排风时间时,获取制动缸的预测压力,根据预测压力控制充排风电磁阀的工作状态。
其中,获取制动缸的预测压力包括:
获取制动缸的当前压力及压力滞后变化量,根据当前压力及压力滞后变化量确定制动缸的预测压力。
获取制动缸的压力滞后变化量,包括:
获取制动缸的压力变化斜率,根据预先建立的压力变化斜率与压力滞后变化量的曲线关系确定压力滞后变化量。
预测压力为保压后制动缸稳定的压力,预测压力=当前压力+压力滞后变化量。压力滞后变化量与压力上升斜率、实车管路直接相关,因此,可以通过实车管路测试和曲线拟合得到压力滞后变化量与斜率的曲线关系f(n),n为斜率。
通过实车试验得到多组斜率n及其对应压力滞后变化量的数据,通过插值拟合得到得到曲线关系f(n),通过f(n)可以根据斜率计算得到压力滞后变化量,最终得到预测压力。
实车试验方法如下:
充风:制动缸初始压力为0,打开充风电磁阀一定时间后关闭,测量关闭时的制动缸压力、关闭时制动缸压力变化斜率和制动缸的稳定压力。压力滞后变化量=制动缸稳定压力-关闭时的制动缸压力,得到一组斜率及其对应的压力滞后变化量,如图8所示,通过选取不同的关闭时间进行多次试验得到多组数据,通过拟合得到斜率和压力滞后变化量的曲线如图9所示,*点表示试验数据。
②排风,先给制动缸充风至6bar,制动缸初始压力为0,打开排风电磁阀一定时间后关闭,测量关闭时的制动缸压力、关闭时制动缸压力变化斜率和制动缸的稳定压力。压力滞后变化量=制动缸稳定压力-关闭时的制动缸压力,得到一组斜率及其对应的压力滞后变化量,通过选取不同的关闭时间进行多次试验得到多组数据,通过拟合得到斜率和压力滞后变化量的曲线如图10所示,*点表示试验数据。利用图9和图10可以根据制动缸压力变化斜率得到压力滞后变化量,从而得到预测压力。
得到预测压力后,根据预测压力控制充排风电磁阀的工作状态,包括:
在预测压力大于死区范围上限时,确定控制充排风电磁阀排风,直至预测压力小于制动指令对应的压力时进行保压;
在预测压力小于死区范围下限时,确定控制充排风电磁阀充风,直至预测压力大于制动指令对应的压力时进行保压。
在具体实现时:
斜率为正,预测压力大于死区范围上限时:进行排风,同时计算预测压力,当预测压力第一次小于压力指令时进行保压。
斜率为正,预测压力小于死区范围下限时:进行充风,同时计算预测压力,当预测压力第一次大于压力指令时进行保压。
斜率为负,预测压力大于死区范围上限时:进行排风,同时计算预测压力,当预测压力第一次小于压力指令时进行保压。
斜率为负,预测压力小于死区范围下限时:进行充风,同时计算预测压力,当预测压力第一次大于压力指令时进行保压。
另外,需要说明的是:本实施例中的充排风量、制动缸气流量及预测压力的确定方式并不限于此,本实施例只是举例说明。
本实施例提出了根据充排风量和气流量计算充排风时间,控制充排风阀门进行充排风;达到充排风时间后,根据制动缸压力的误差与制动缸压力变化的斜率计算预测压力,根据预测压力是否进入压力指令的死区范围(也可称为死区误差范围)决定下一步是进行充风、排风或保压。利用该方法能够实现制动缸压力的精确快速控制,降低了压力的波动量和充排风电磁阀的动作频率,能够提高制动***的响应速度和制动距离的稳定性。
本实施例还提供一种列车制动缸的压力控制装置,其是与前述实施例相对应的产品实施例,其与前述实施例相同或相应之处,本实施例此处不再赘述。
如图11所示,本实施例提供的列车制动缸的压力控制装置,包括:
获取模块11,用于获取列车制动缸的充排风量及制动缸气流量;
第一控制模块12,用于根据制动缸的充排风量及制动缸气流量确定充排风时间,根据充排风时间控制充排风电磁阀充排风的工作时长;
第二控制模块13,用于在充排风电磁阀充排风的工作时长达到充排风时间时,获取制动缸的预测压力,根据预测压力控制充排风电磁阀的工作状态。
在其中一种可能的实现方式中,获取模块11具体用于:
根据预先建立的充排风量模型、获取的制动缸的环境温度及初始压力确定制动缸的充排风量。
在其中一种可能的实现方式中,获取模块11具体用于:
根据预先建立的气流量模型、获取的制动缸压力及总风管压力,确定制动缸的制动缸气流量。
在其中一种可能的实现方式中,第二控制模块13具体用于:
获取制动缸的当前压力及压力滞后变化量,根据当前压力及压力滞后变化量确定制动缸的预测压力。
在其中一种可能的实现方式中,第二控制模块13具体用于:
获取制动缸的压力变化斜率,根据预先建立的压力变化斜率与压力滞后变化量的曲线关系确定压力滞后变化量。
在其中一种可能的实现方式中,第二控制模块13具体用于:
在预测压力大于死区范围上限时,确定控制充排风电磁阀排风,直至预测压力小于制动指令对应的压力时进行保压;
在预测压力小于死区范围下限时,确定控制充排风电磁阀充风,直至预测压力大于制动指令对应的压力时进行保压。
本实施例还提供一种轨道车辆,其包括列车制动缸及前述任一示例中的压力控制装置。其中,压力控制装置的功能及实现过程与前述实施例相同,本实施例不再赘述。
需要说明的是:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中,除非另有规定,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制,因此,示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个单元、程序段或代码的一部分,单元、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (13)
1.一种列车制动缸的压力控制方法,其特征在于,包括:
获取列车制动缸的充排风量及制动缸气流量;
根据所述制动缸的充排风量及制动缸气流量确定充排风时间,根据所述充排风时间控制充排风电磁阀充排风的工作时长;
在所述充排风电磁阀充排风的工作时长达到充排风时间时,获取所述制动缸的预测压力,根据所述预测压力控制所述充排风电磁阀的工作状态。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取列车制动缸的充排风量,包括:
根据预先建立的充排风量模型、获取的制动缸的环境温度及初始压力确定所述制动缸的充排风量。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取列车制动缸的制动缸气流量,包括:
根据预先建立的气流量模型、获取的制动缸压力及总风管压力,确定所述制动缸的制动缸气流量。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述制动缸的预测压力包括:
获取所述制动缸的当前压力及压力滞后变化量,根据所述当前压力及压力滞后变化量确定所述制动缸的预测压力。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,获取所述制动缸的压力滞后变化量,包括:
获取所述制动缸的压力变化斜率,根据预先建立的压力变化斜率与压力滞后变化量的曲线关系确定压力滞后变化量。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,根据所述预测压力控制所述充排风电磁阀的工作状态,包括:
在所述预测压力大于死区范围上限时,确定控制所述充排风电磁阀排风,直至所述预测压力小于制动指令对应的压力时进行保压;
在所述预测压力小于死区范围下限时,确定控制所述充排风电磁阀充风,直至所述预测压力大于所述制动指令对应的压力时进行保压。
7.一种列车制动缸的压力控制装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取列车制动缸的充排风量及制动缸气流量;
第一控制模块,用于根据所述制动缸的充排风量及制动缸气流量确定充排风时间,根据所述充排风时间控制充排风电磁阀充排风的工作时长;
第二控制模块,用于在所述充排风电磁阀充排风的工作时长达到充排风时间时,获取所述制动缸的预测压力,根据所述预测压力控制所述充排风电磁阀的工作状态。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述获取模块具体用于:
根据预先建立的充排风量模型、获取的制动缸的环境温度及初始压力确定所述制动缸的充排风量。
9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述获取模块具体用于:
根据预先建立的气流量模型、获取的制动缸压力及总风管压力,确定所述制动缸的制动缸气流量。
10.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述第二控制模块具体用于:
获取所述制动缸的当前压力及压力滞后变化量,根据所述当前压力及压力滞后变化量确定所述制动缸的预测压力。
11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述第二控制模块具体用于:
获取所述制动缸的压力变化斜率,根据预先建立的压力变化斜率与压力滞后变化量的曲线关系确定压力滞后变化量。
12.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述第二控制模块具体用于:
在所述预测压力大于死区范围上限时,确定控制所述充排风电磁阀排风,直至所述预测压力小于制动指令对应的压力时进行保压;
在所述预测压力小于死区范围下限时,确定控制所述充排风电磁阀充风,直至所述预测压力大于所述制动指令对应的压力时进行保压。
13.一种轨道车辆,其特征在于,包括列车制动缸及如权利要求7-12任一项所述的压力控制装置;所述压力控制装置与所述列车制动缸连接。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011033146.8A CN112124277B (zh) | 2020-09-27 | 2020-09-27 | 轨道车辆制动缸压力控制方法、装置及轨道车辆 |
PCT/CN2020/126917 WO2022062090A1 (zh) | 2020-09-27 | 2020-11-06 | 轨道车辆制动缸压力控制方法、装置及轨道车辆 |
US18/187,978 US20230219548A1 (en) | 2020-09-27 | 2023-03-22 | Pressure Control Method and Pressure Control Device for Braking Cylinder of Rail Vehicle, And Rail Vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011033146.8A CN112124277B (zh) | 2020-09-27 | 2020-09-27 | 轨道车辆制动缸压力控制方法、装置及轨道车辆 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112124277A CN112124277A (zh) | 2020-12-25 |
CN112124277B true CN112124277B (zh) | 2021-11-16 |
Family
ID=73840690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011033146.8A Active CN112124277B (zh) | 2020-09-27 | 2020-09-27 | 轨道车辆制动缸压力控制方法、装置及轨道车辆 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230219548A1 (zh) |
CN (1) | CN112124277B (zh) |
WO (1) | WO2022062090A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113320509B (zh) * | 2021-06-01 | 2022-05-17 | 中车唐山机车车辆有限公司 | 制动缸压力控制方法、装置、***和存储介质 |
CN115310240B (zh) * | 2022-10-11 | 2022-12-27 | 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 | 油气压裂泵设备寿命预测方法、装置及非易失性存储介质 |
CN115626192A (zh) * | 2022-10-21 | 2023-01-20 | 眉山中车制动科技股份有限公司 | 一种轨道车辆制动***电空缓解控制机构及方法 |
CN116572921A (zh) * | 2023-06-28 | 2023-08-11 | 克诺尔车辆设备(苏州)有限公司 | 车辆制动控制*** |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1199942A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-04-13 | American Standard Inc | 鉄道貨車ブレーキ制御装置及び方法 |
EP1433683A1 (en) * | 2002-12-26 | 2004-06-30 | Westinghouse Air Brake Technologies Corporation | Dual feedback, high accuracy brake cylinder pressure control |
EP1795415A1 (en) * | 2005-12-08 | 2007-06-13 | Nissan Motor Company Limited | Vehicle braking apparatus |
KR20150021629A (ko) * | 2013-08-21 | 2015-03-03 | 주식회사 만도 | 전자식 유압 제동장치 및 그 제어방법 |
CN104608754A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-13 | 四川制动科技股份有限公司 | 一种列车无线电空制动控制***及其控制方法 |
CN105564403A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-05-11 | 中车株洲电力机车有限公司 | 一种机车制动机的控制***及方法 |
CN107150676A (zh) * | 2017-07-01 | 2017-09-12 | 陕西西北铁道电子有限公司 | 一种轨道车制动过程监测装置及方法 |
CN109383554A (zh) * | 2017-08-03 | 2019-02-26 | 中车唐山机车车辆有限公司 | 控制车集中制动控制***、方法及动车组制动控制*** |
CN110116737A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-13 | 湖南中车时代通信信号有限公司 | 一种机车自动制动的控制装置及方法 |
CN111177939A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-05-19 | 中国铁路郑州局集团有限公司科学技术研究所 | 一种基于深度学习的列车空气制动***制动缸压力预测方法 |
CN111284522A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-06-16 | 中国国家铁路集团有限公司 | 列车制动***、制动控制方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2249147B (en) * | 1990-10-23 | 1994-08-17 | Grau Ltd | Vehicle braking system |
CN201923122U (zh) * | 2011-01-14 | 2011-08-10 | 中国铁道科学研究院机车车辆研究所 | 一种用于轨道车辆的制动控制装置 |
CN102627105B (zh) * | 2012-04-13 | 2015-09-23 | 深圳市远望谷信息技术股份有限公司 | 一种列车车辆制动压力状态的检测方法及装置 |
CN202911724U (zh) * | 2012-11-15 | 2013-05-01 | 北京纵横机电技术开发公司 | 可以调整轨道交通车辆制动力变化特性的电空制动*** |
CN103342122A (zh) * | 2013-07-08 | 2013-10-09 | 中国北车集团大同电力机车有限责任公司 | 机车制动用阶段缓解分配阀的一次缓解方法及装置 |
CN105564402B (zh) * | 2016-01-05 | 2018-09-14 | 青岛思锐科技有限公司 | 机车制动列车管智能控制模块 |
EP3473517B1 (en) * | 2016-07-11 | 2020-08-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Rail vehicle brake control device and rail vehicle brake control method |
CN110435710B (zh) * | 2018-05-04 | 2021-01-22 | 中车齐齐哈尔车辆有限公司 | 列车管压力的模拟控制方法、装置及模拟控制器 |
-
2020
- 2020-09-27 CN CN202011033146.8A patent/CN112124277B/zh active Active
- 2020-11-06 WO PCT/CN2020/126917 patent/WO2022062090A1/zh active Application Filing
-
2023
- 2023-03-22 US US18/187,978 patent/US20230219548A1/en active Pending
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1199942A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-04-13 | American Standard Inc | 鉄道貨車ブレーキ制御装置及び方法 |
EP1433683A1 (en) * | 2002-12-26 | 2004-06-30 | Westinghouse Air Brake Technologies Corporation | Dual feedback, high accuracy brake cylinder pressure control |
EP1795415A1 (en) * | 2005-12-08 | 2007-06-13 | Nissan Motor Company Limited | Vehicle braking apparatus |
KR20150021629A (ko) * | 2013-08-21 | 2015-03-03 | 주식회사 만도 | 전자식 유압 제동장치 및 그 제어방법 |
CN104608754A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-13 | 四川制动科技股份有限公司 | 一种列车无线电空制动控制***及其控制方法 |
CN105564403A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-05-11 | 中车株洲电力机车有限公司 | 一种机车制动机的控制***及方法 |
CN107150676A (zh) * | 2017-07-01 | 2017-09-12 | 陕西西北铁道电子有限公司 | 一种轨道车制动过程监测装置及方法 |
CN109383554A (zh) * | 2017-08-03 | 2019-02-26 | 中车唐山机车车辆有限公司 | 控制车集中制动控制***、方法及动车组制动控制*** |
CN110116737A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-13 | 湖南中车时代通信信号有限公司 | 一种机车自动制动的控制装置及方法 |
CN111284522A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-06-16 | 中国国家铁路集团有限公司 | 列车制动***、制动控制方法 |
CN111177939A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-05-19 | 中国铁路郑州局集团有限公司科学技术研究所 | 一种基于深度学习的列车空气制动***制动缸压力预测方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
新型空气制动控制模块仿真研究;贺元玉;《中国优秀硕士学位论文全文数据库(电子期刊)工程科技II辑》;20160115;全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112124277A (zh) | 2020-12-25 |
WO2022062090A1 (zh) | 2022-03-31 |
US20230219548A1 (en) | 2023-07-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112124277B (zh) | 轨道车辆制动缸压力控制方法、装置及轨道车辆 | |
US8706376B2 (en) | Vehicular ABS control system with internal parameter automatic calibration function | |
US11084468B2 (en) | Device and method for actuating valves | |
CN103644349A (zh) | 仲裁阀门位置传感器冗余的方法及装置 | |
CN101655406A (zh) | 气体压力传感器零点标定方法及装置 | |
CN100362248C (zh) | 使用软件/电子设备校准自动变速器的控制***的方法 | |
US8620556B2 (en) | Correction method for the correction of characteristic curves for analogized hydraulic valves in motor vehicle braking systems | |
CN109466559A (zh) | 基于滞后滤波路面坡度的计算方法和装置 | |
CN108223114B (zh) | 一种增压器控制阀流量特性的在线自学习方法和*** | |
CN108025712B (zh) | 用来运行用于具有制动***的轨道车辆的制动控制***的方法、制动控制***、制动***以及轨道车辆 | |
CN104220307B (zh) | 用于借助特征曲线确定制动压力值的方法以及制动装置 | |
CN109237105B (zh) | 一种可快速调节的控制阀***及其控制方法 | |
WO2023056781A1 (zh) | 列车长大下坡控制方法、装置及电子设备 | |
CN112660195A (zh) | 机车制动控制***的压力控制补偿方法及装置 | |
US11884290B2 (en) | Vehicle speed command generation device and vehicle speed command generation method | |
EP2371586A1 (en) | Method for controlling the fluidic actuation of a brake or suspension system | |
CN115857322A (zh) | 基于梯度迭代算法的分数阶流体控制阀***参数辨识方法 | |
KR102508057B1 (ko) | 볼륨의 공압을 제어하기 위한 방법 및 시스템 | |
US10131340B2 (en) | Device and method for ascertaining at least one variable regarding a state of a brake fluid in a brake system of a vehicle | |
US11498384B2 (en) | Method and device for operating a pneumatic system with a compressed air supply unit and an air spring unit, pneumatic system comprising a compressed air supply unit and an air spring unit, and vehicle | |
CN113320509A (zh) | 制动缸压力控制方法、装置、***和存储介质 | |
CN103868635B (zh) | 一种电动执行机构的测试***的加载方法 | |
CN114857183B (zh) | 一种气动离合器控制方法和装置 | |
RU2779263C1 (ru) | Автоматизированная система и способ управления пневматическим приводом вагонного замедлителя | |
JPH07112604A (ja) | タイヤ圧調整方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |