Имитационная модель электровоза для отладки микропроцессорных систем управления

• Автор: Корзина, Инна Валерьевна
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ.

1.1. Анализ микропроцессорных систем управления электровозов и способов отладки их программного обеспечения.
1.2. Анализ электрической схемы электровозов ЧС 2 и способа модернизации этого электровоза при капитальном ремонте

с продлением срока службы.

1.3. Постановка цели и задач работы.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ИНТЕРФЕЙСА СВЯЗИ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ С МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛЬЮ ЭЛЕКТРОВОЗА

2.1. Выбор технических устройств для создания интерфейса

2.2. Разработка программного обеспечения интерфейса.

2.3. Опытная проверка интерфейса .

2.4. Выводы по второй главе.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОВОЗА ПОСТОЯННОГО ТОКА
3.1. Математическая модель электрической части электровоза постоянного тока
3.2. Математическая модель механической части электровоза.
3.3. Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА И РАЗРАБОТКА ПРЕДОЛЖЕНИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ СИЛОВОЙ
СХЕМЫ ЭЛЕКТРОВОЗА ЧС2К
4.1.Анализ результатов расчета .
4.2 Разработка предложений по совершенствованию пускового
реостата.
4.3. Результаты расчета электромеханических процессов при срыве сцепления
4.4. Разработка методики отладки алгоритма программного обеспечения МПСУ.
4.5. Выводы по четвертой главе.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Приведенным системам присущ ряд недостатков, не позволяющих непосредственно использовать их на отечественном подвижном составе. Во-первых, нижнее значение рабочей температуры аппаратных средств ограничено значением - °С, что неприемлемо в большинстве регионов России. Во-вторых, возможность работы электровоза при высоком импедансе контактной сети (до Ом), вызывающего высокочастотные колебания и кратковременные значительные провалы напряжения, требуют принятия дополнительных мер для устранения влияния этих возмущений на работу МПСУ. Поэтому в году были начаты разработки отечественной МПСУ для подвижного состава железных дорог. К этому времени отечественная промышленность начала осваивать выпуск микропроцессорных схем 8 серии, отвечающих условиям эксплуатации на железнодорожном транспорте. МБУ-6 [,]. Он устанавливался в вагон-лаборатории и по электрическим проводам осуществлял управление выпрямительно-инверторными преобразователями (ВИПами) и выпрямительной установкой возбуждения (ВУВ) электровоза ВЛР. Это позволило разработать как общие концепции построения аппаратной части МПСУ, так и методы отладки программного обеспечениями]. Однако, недостаточная развитость первого комплекта микросхем 8 серии (выпускался лишь набор микросхем процессора), в то время как все периферийные платы были изготовлены на микросхемах малой и средней степени интеграции (в основном 4 серии), не позволило рекомендовать МБУ-6 для установки на электровозе, так как в результате оказалась бы недостаточной надежность системы. Поэтому, в году блок МБУ-6 был переработан с использованием расширенного комплекта 8 серии, что позволило на % сократить количество дискретных элементов[]. В результате был разработан базовый набор модулей для построения систем управления электровозов с различными типами тягового привода[]. Это открыло возможности для совершенствования электровозов, повышения их надежности и безопасности, позволило осуществить принципиально новый подход в реализации алгоритмов, управления тяговым приводом [-], основанном на принципах, возможности диагностирования оборудования[]. В частности, на базе отмеченного набора модулей были разработаны МПСУ тяговым приводом электровозов постоянного тока ВЛс импульсным регулированием напряжения и коллекторными тяговыми двигателями [,], электропоездов с асинхронными тяговыми двигателями [], электровозов однофазно-ностоянного тока с реостатным [] и рекуперативным торможением ВЛс, ЭП1. Ядром всех этих систем является базовый набор блоков аппаратуры управления БУТЭП-5[-]. В частности, на БУТЭП-5 (рис. МПСУ опытного электровоза ВЛ-. Рис. Силовая схема каждой секции электровоза построена на базе коллекторных тяговых двигателей с последовательным включением обмоток возбуждения в тяге и независимым в рекуперации. Якоря тяговых двигателей в обоих режимах попарно подключены к ВИПам, которые в свою очередь через тяговый трансформатор питаются от контактной сети. Схема электровоза предусматривает групповое управление ВИПами от одной аппаратуры, что в конечном итоге, определяет1 тип и количество датчиков, необходимых для построения замкнутой системы автоматического регулирования (САР). ДУК - датчики углов коммутации у. Сигналы от всех перечисленных датчиков поступают в БУТЭП-5 на устройства обработки входных сигналов, где нормализуются в соответствии с уровнями воспринимаемыми входными устройствами микропроцессорного контроллера. Далее эти сигналы преобразуются в двоичный код с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП) или устройств дискретного ввода (ДВ). Блок центрального процессора обрабатывает эти сигналы в соответствии с алгоритмом, программа которого хранится в памяти, и через блоки фазовращателей преобразует в импульс управления тиристорами. БУТЭП-5 содержи блок распределительного устройства (БРУ), с помощью которого осуществляется распределение импульсов по плечам ВИПов и ВУВа и блок синхронизации (БСИ), вырабатывающий синхроимпульс (СИ) для привязки работы системы к частоте и фазе питающего напряжения ( Гц). В разработке алгоритмов и про! В Л совместно с ВЭЛНИИ большое участие принимала кафедра “Электрическая тяга” МИИТа.