Система автоматического регулирования скорости движения перспективного электропоезда

• Автор: Пудовиков, Олег Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4.

Глава 1. АНАЛИЗ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 9.

1.1. Анализ существующих систем автоматического регулирования (САР) скорости движения 9.

1.2. Особенности автоматизации управления перспективными электропоездами 20.

1.3. Постановка задачи и цели исследования 25.

Глава 2. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧСЕКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕК-ТРОПНЕВМДТИЧЕСКИМ ТОРМОЗОМ ПЕРСПЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОПОЕЗДА 28.

2.1. Построение структурной схемы системы 28.

2.2. Структура контроллера машиниста 32.

2.3. Выбор структуры логического элемента и задатчика интенсивности 36.

2.4. Выбор алгоритма работы регулятора скорости 48.
2.5. Математическая модель тягового электропривода 53.
2.6. Математическая модель электропневматического тормоза 54. 2'.7. Поезд как объект автоматического регулирования 60.
2.8. Методика учёта влияния параметров профиля пути и подвижного состава на движение электропоезда 67.
2.9. Выводы по второй главе 70. Глава 3. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА
РЕГУЛЯТОРА 72.
3.1. Выбор показателей качества регулирования 72.
3.2. Постановка задачи оптмизации 75.
3.3. Математическая модель САР скорости движения применительно к задаче многокритериальной оптимизации 78.
3.4. Решение задачи оптимизации 80.
3.5. Исследование переходных процессов в САР скорости движения 84.
3.6. Выводы по третьей главе 97.
Глава 4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОЙ И ТОРМОЖЕНИЕМ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ 101.
4.1. Разработка алгоритма управления тягой и торможением перспективных электропоездов 101.
4.2. Разработка алгортма управления тяговым электроприводом 114.
4.3. Анализ совместной работы тягового электропривода и электропневматического тормоза 116.
3.6. Выводы по четвёртой главе 124.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 127.
ЛИТЕРАТУРА 129.

ВВЕДЕНИЕ
Железные дороги являются одними из основных транспортных артерий нашей страны, обеспечивающими надёжное функционирование народного хозяйства и жизнеобеспечения населения. Ими выполняется более половины общего грузооборота и треть пассажирских перевозок в стране [2, 52, 56]. В условиях дефицита финансовых средств Министерство путей сообщения Российской Федерации разработало и осуществляет специальную программу повышения эффективности работы железнодорожного транспорта, одной из главных мер которой является снижение эксплуатационных расходов железных дорог, оснащение их современным подвижным составом.
В настоящее время значительная часть парка эксплуатируемых пригородных электропоездов устарела морально и физически, а выпускаемые электропоезда с коллекторными двигателями постоянного тока ЭД4 различных модификаций и ЭТ2т, и переменного тока ЭД9Т являются морально устаревшими и не отвечают современным требованиям.
Поэтому МПС разработало программу создания электропоездов нового поколения с асинхронными тяговыми двигателями, и в настоящее время ведутся работы по созданию таких поездов - ЭНЗ переменного тока, и ЭД6 -постоянного тока. Кроме того, ведутся работы по созданию высокоскоростного электропоезда «Сокол».
Значительный вклад в теорию и практику исследования проблем, связанных с разработкой и созданием систем автоматического регулирования для электроподвижного состава внесли свой вклад Б.Н. Тихменев, Л.М. Трахтман, И.П. Исаев, В.Д. Тулупов, A.B. Плакс, В.А. Кучумов, Л.А. Баранов, А.Н. Савоськин, В.П. Феоктистов, В.Н. Лисунов, С.В. Покровский, Д.Д. Захарченко, А.Л. Лозановский, А.Г. Вольвич, В.А. Малютин, Б.М. Наумов, Я.Е. Марченко, В.М. Бабич, Н.С. Назаров, и ряд других авторов.
Ранее выполненные разработки систем автоматического управления движением были ориентированы на электровозы однофазно-постоянного тока и электропоезда с релейно-контакторным управлением. Поэтому создание нового поколения электропоездов с асинхронными тяговыми двигателями потребовало новой разработки по системе автоматического управления

тью. Задание силы тяги происходит при перемещении этой рукоятки из нулевого положения вперед («от себя»); задание тормозной силы происходит при перемещении этой рукоятки из нулевого положения назад («к себе»). Таким образом, общее количество позиций рукоятки ЗУ должно быть равно 21. Кроме этого, ЗУ должен формировать два режимных сигнала, используемых только в режиме РУ: режим «тяга» (110 В) и режим «торможение» (110 В). Сигналы, соответствующие режимам «тяга» и «торможение» в режимах АУ и АВ формируются регулятором скорости. Заданное значение ускорения может быть автоматически уменьшено в случае, если на 50 % моторных вагонов зафиксировано подряд два-три случая срыва сцепления. Значения тяговой и тормозной силы и загрузки мощности электрооборудования с сигнализацией перегрузки отдельных моторных секций выводятся на второй совмещённый стрелочный круговой индикатор.
Рассмотрим требования к компоновке рукояток и механическим блокировкам между ними.
Рукоятки управления РР, ЗС, ЗУ необходимо выполнить в едином блоке, который следует разместить на левой или передней панелях пульта машиниста. В этом блоке должны быть обеспечены следующие механические блокировки между рукоятками:
1. При нейтральном положении РР рукоятки ЗС и ЗУ заблокированы и в этом положении РР может быть вынута из контроллера.
2. При установке РР в любое положение «Ход вперёд» или «Ход назад», эту рукоятку нельзя вынуть из контроллера.
3. Перемещение РР из положения 0 в РУ возможно только при нахождении рукояток ЗС и ЗУ в положениях «0»
4. При установке РР в положения РУ для «Ход вперёд» или «Ход назад» рукоятка ЗС заблокирована в положении «0», а рукоятка ЗУ может перемещаться в обоих направлениях: «от себя» и «к себе».
5. Для перемещения РР из положения РУ в положения АВ или АУ необходимо предварительно установить ЗУ в положение «0», после чего можно переводить РР в положение АУ или АВ . После перевода РР в положение АУ или АВ необходимо установить ЗУ в положение между 0,5 и 1,0,