Энергооптимальная система автоведения электровозов, адаптированная к условиям движения

• Автор: Пясик, Михаил Соломонович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 101 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОПЫТ РАЗРАБОТКИ ЭНЕРГООПТИМАЛЬНЫХ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭПС.

1.1 Развитие систем автоведсния.

1.2 Система автоведсния поезда ЧС0 разработки МНИТ

1.3 Система актоведения с функцией экономии энергии на поезде I.

1.4 Энергосберегающая система автоматического отключения тяги для моторвагонного подвижного состава голландских железных дорог.

1.5 Современные системы автоведения пригородных электропоездов.

2 ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ АВТОВЕДЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ЭЛЕКТРОВОЗОВ.

2.1 Функциональные возможности автоведения пассажирских электровозов. Назначение системы.
2.2 Микропроцессорные системы сбора и обработки информации базовые составляющие создания систем автоведения ЭПС.

2.3 Аппаратное обеспечение систем автоведении, включая систему датчиков.

2.4 Выбор и адаптация системною программного обеспечения.
2.5 Общая структура системы автоведения электровоза.
3 ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ АВТОВЕДЕНИЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ПАССАЖИРСКОМУ ЭЛЕКТРОВОЗУ ЧС7
3.1 Структура и схема системы автоведсния электровоза, центральный вычислитель системы, датчики.
3.2 Программное обеспечение и операционная система.
3.3 Основные алгоритмы программы автоведения
3.4 Автоматический подбор позиций контроллера машиниста при
реализации оптимальной траеюории движения.
3.5 Коррекция координаты местоположения поезда на участке.
4 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМ АВТОВЕДЕНИЯ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
4.1 Особенности системы сбора и обработки информации для пуско
наладочных испытаний систем автоведения ЭПС. Их техническая реализация.
4.2 Методика проведения испытаний.
4.3 Результаты испытаний системы автоведения электровоза ЧС7 на
экспериментальном кольце ВНИИЖТ и на участке Московской ж.д.
5 УСТРОЙСТВО ОГРАНИЧЕНИЯ ТЯГОВЫХ И ТОРМОЗНЫХ УСИЛИЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ПЛАВНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ НА ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ.
5.1 Актуальность проблемы ограничения сил тяги и электрического
торможения грузовых электровозов.
5.2 Принцип и схема устройства ограничения сил тяги и торможения.
5.3 Результаты испытаний устройства на участке Карталы
Магнитогорск ЮжноУральской ж.д.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Вместе с тем вождение грузовых поездов повышенной массы и длины на участках со сложным планом и профилем пути ставит важнейшую задачу обеспечения допустимого по условиям безопасности уровня продольно-динамических сил в поезде. Для решения этой задачи автором было разработано устройство для ограничения тяговых и тормозных сил на электровозах переменного тока с плавным регулированием напряжения. Это устройство может использоваться самостоятельно и как составляющая часть системы автоведения. ЭПС. Развитие систем автоведении. В отечественной научной практике задача создания систем автоведения, реализующих энергооптимальные режимы ведения получила широкое развитие с начала -х годов в трудах известных учен ых Г. В.Фаминского, Л. Баранова, Е. В. Ерофеева, Я. М. Головичера, Ю. В. Вушненко, В. М.Максимова. H.H. Моисеева, Н. Б. Никифоровой. Г.П. Эпштейна и др. Вопросам динамики тяги, в том числе при автоматическом ведении, посвящены работы Н. Е. Жуковского, Е. Г1. Блохина. В.А. Лазаряна, С. В. Вершинского, В. Г.Иноземцева, Г1. Т. Гребенюка, Л. А. Мугинштейна, А. Л. Лисицына, H. A. Панькина, и др. Значительный вклад в разработку методов энергооптималыюго управления движением поездов внесли ученые и специалисты Московского. Уральского, Омского, Санкт-Петербургского, Ростовского, Хабаровского университетов путей сообщения. Большой опыт в разработке и практическом внедрении систем автоведения электропоездов накоплен во Всероссийском научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта. Первые практические результаты были получены коллективом ученых МИИТа, создавшим централизованную систему автоведения для поездов метрополитена, внедренную в Харькове [1]. Этим же коллективом была создана система автоведения пассажирского электровоза ЧС0, определена роль систем автоведения в экономии электроэнергии на тягу [2]. Ученые ВНИИЖТ с середины -х годов разработали и испытали систему автоматического управления электропоездом (САВПЭ) [3], которая в настоящее время широко внедрена на сети железных дорог России. Разработчики новых типов локомотивов вводят в штатные системы управления элементы автоведения, такие как регуляторы скорости электровозов ВЛ, ВЛ и ЭГ и тепловоза ТЭП6 [4]. Рассмотрим подробнее некоторые из этих систем. Работы по созданию системы автоведения пассажирского электровоза ЧС-0 проводились в МИИТе с конца -х до середины -х годов [5. Она должна была выполнять следующие функции соблюдение расписания движения с точностью до секунд, выполнение постоянных и временных ограничений скорости, выбор режима движения, снижающего расход энергии. Система построена, исходя из наличия на электровозе регулятора скорости ЛЛК-0 и системы АЛС-0, позволяющей системе АЛСН воздействовать на тормозные системы электровоза. При разработке системы большое внимание было уделено теории построения энергооптимальных траекторий движения [, , , , ]. Были проведены работы по анализу и расчету энергооптимальной траектории движения поезда, в частности, было доказано, что режимы оптимальной траектории включают: разгон с максимальным ускорением, стабилизация скорости, выбег, торможение с максимальным ускорением. Было показано, что если траектория имеет несколько участков стабилизации скорости, то на всех этих участках скорость стабилизации должна иметь одну и ту же величину. Общий вид энергооптимальной траектории движения показан на рис. В то же время энергооптимальные режимные карты для ЧС-0 рассчитывались путем перебора вариантов, что увеличило время счета и не давало возможности рассчитывать оптимальные траектории движения при любых комбинациях исходных данных. Структурная схема системы представлена на рис. Архитектурно система построена на базе микроЭВМ «Электроника С5-», к общей шине которой были подключены устройства цифрового ввода/вывода (ЦВВ) и программно-управляемый таймер. В системе была предусмотрена обработка восьми внешних прерываний. Данные о расписании и участке движения хранятся в РПЗУ. Аналого-цифровой преобразователь из цифрового кода на выходе ЦВВ формирует сигнал, соответствующий определенной скорости, который подается на вход автоматического регулятора скорости А 1^-0. Рис.