基于最优预见控制的货运列车速度跟踪控制研究

列车速度曲线的精确跟踪是货运列车自动驾驶系统保证稳定性、精确性和安全性的关键。货运列车速度跟踪系统大时滞特性会造成控制精度下降和能耗增加的问题。为解决该问题,研究了牵引制动系统响应时间和指令传输延时特性,构建了列车速度跟踪控制滞后模型。利用差分算子处理列车动力模型中的滞后项,构造最优预见速度跟踪控制器。仿真对比试验表明,基于最优预见控制的货运列车速度跟踪控制器具有响应快、速度误差小、安全性高等特点。     

面向乘客舒适性的多列车协同巡航控制

为了提高多高速列车在协同运行时的安全性以及舒适性,提出了一种基于改进分布式一致性算法的多高速列车协同巡航控制策略。首先,设计了可随列车运行速度实时变化的安全距离间隔。其次,联合加权双曲正切函数给出分布式协同控制策略;同时通过坐标变换将列车闭环动力学误差模型转换为典型的二阶多智能体系统模型,并利用李雅普诺夫稳定性证明了闭环系统在误差状态下的渐进稳定性。最后,通过仿真对所提方法进行验证,所提方法能动态的调节列车之间的安全距离,且始终将加速度限制在[-0.7,0.7]m/s²以内。结果表明了多列车跟踪运行的安全性和舒适性都能得到保障。     

高速列车分布式速度协同跟踪控制方法研究

针对高速列车运行过程中受外界干扰而导致的各车厢速度不同步问题,提出了一种基于改进扰动观测器的高速列车分 布式速度协同跟踪控制一致性算法。 首先,建立高速列车分布式模型,其次,将高速列车与多智能体系统相结合,设计分布式速 度协同跟踪控制算法;同时利用改进的扰动观测器估计系统的复合未知扰动,并将其观测值反馈补偿给控制器,以消除复合未 知扰动对高速列车运行的影响;通过 Lyapunov 稳定性理论分别证明了控制器和观测器的稳定性。 最后,通过仿真对所提方法 进行验证,所提方法的速度跟踪精确度达到了 99. 9%。     

高速列车分布式 super-twisting 滑模控制研究

针对不确定因素及外界干扰下高速列车分布式协同控制问题,提出基于super-twisting滑模一致性算法的高速列车速度跟踪控制策略。首先,考虑列车受到的外部干扰、基本阻力及车厢间耦合作用力,构建高速列车多智能体模型;其次,利用相邻车厢的位移和速度信息设计一致性滑模函数,引入super-twisting算法削弱控制输入抖振;最后,设计分布式二阶滑模控制律,并采用Lyapunov理论验证算法稳定性。以高速列车实际参数进行仿真研究,并加入外界干扰,利用本文方法、普通一致性、PID一致性及滑模一致性方法进行仿真。结果表明,相较于其他3种方法,所提算法能使车厢单元快速、精准跟踪目标速度曲线,速度误差在(-0.8～1.1)×10^-3 m/s内,同时使相邻车厢距离保持在安全范围内,且控制输入较平滑,对外部干扰有较好的鲁棒性。     

基于BAS-PSO优化自抗扰的高速列车速度跟踪控制

针对高速列车自动驾驶系统,采用基于天牛须粒子群（BAS-PSO）优化自抗扰控制（ADRC）的算法,设计速度跟踪控制器。基于列车动力学模型设计自抗扰控制器,并以ITAE作为目标函数,利用BAS PSO实现参数整定。选用CRH380A型动车组参数,通过MATLAB进行仿真验证,对比BAS-PSO、PSO以及改进鲨鱼优化ADRC算法对列车目标速度曲线的追踪效果,其中基于BAS-PSO优化ADRC算法的列车目标速度曲线跟踪误差保持在±0.4 km/h的范围内,相比另外两种算法更加紧密地贴近目标速度曲线。结果表明,基于BAS-PSO优化ADRC具有跟踪误差小、抗干扰能力强的优点。     

三种跟踪电网频率方法的比较研究

针对电力信号的几种模型,本文基于三种构造复信号的方法仿真跟踪电网频率.分别仿真了跟踪算法的恒频特性与动态特性,并具体分析了仿真结果,对三种方法进行较为全面的比较.其中对跟踪结果详细分析了跟踪误差和滞后效应的影响因素,以及抗噪性.最后综合跟踪准确度、计算速度、实现难易程度以及抗干扰性等各方面评价因素,指出正交滤波器组法具有较好的跟踪特性,可以较为准确、实时地跟踪各种电力信号的频率,有一定的实用价值.     

光伏电场AGC系统组网方式对调节速度的影响

为保障电网安全稳定运行,光伏电场配置的AGC系统应实时、精确和快速地参与到调度主站调频调峰过程中.从网络结构部署和通信层面提出一种提高AGC系统跟踪调度主站指令速度的方法,通过在宁夏、西藏和青海光伏电场的实际应用,验证了这种网络结构和通信方式对加快调节速度的重要性和实用性.     

基于基模糊自适应PID的ATO优化研究

由于列车控制系统具有非线性、大滞后等特点,且在运行过程中受到很多外界因素的干扰,而列车自动驾驶(automatic train operation,ATO)所要求的控制指标传统的PID控制器受条件制约很难达到理想的控制效果。故首先介绍了模糊自适应的基本理论,研究设计了模糊自适应PID速度控制器跟踪列车运行。最后用已生成的ATO最优目标速度曲线作为输入进行Simulink仿真,仿真结果表明,与传统的PID速度控制器相比,模糊自适应PID速度控制器的调节时间,稳定性及鲁棒性均有所提高。     

铁路列车地面自动测速仪

我国有七万公里铁路线,铁路工务部门担负着钢轨和路基的养护工作。在工务养护施工路段,为了保障安全,列车需要减速通过,不允许超过最大的限制速度,因此工务部门必须监测列车的通过速度,我们研制的铁路列车地面测速仪可以完成这一工作。     

谐振耦合无线传能高速列车系统最大传输效率的研究

磁耦合谐振式无线传能实际应用的关键性问题是耦合谐振系统的效率。本文着眼于磁耦合谐振式无线传能技术在高铁系统应用的广阔前景,基于耦合模理论基础,分析了运动状态下的高速列车无线供电系统发射线圈与接收线圈固有谐振频率的变化对系统传输效率的影响;同时基于系统整体效率的角度分析了发射端线圈功率因数角是影响系统输电效率的因素之一。由此提出了一种可调发射端功率因数的驱动器频率同步跟踪发射线圈固有频率的频率跟踪控制技术,确保系统工作在最佳功率因数角下的谐振状态,有效的提升了系统的输电效率。本文同时制作了一个谐振频率为80k Hz的小型高速列车供电系统动态模型,并进行了实验验证,为磁耦合谐振式无线传能技术在高铁中的应用打下了理论与实践基础。     

改进双谱和经验模态分解在牵引电机轴承故障诊断中的应用

铁路机车传动系统的故障诊断,对保障列车安全可靠运行、防范事故发生起重要的作用。为了有效诊断牵引电机轴承的早期故障,提出基于经验模态分解和改进双谱的故障特征提取方法。经验模态分解是一种数据驱动的信号处理算法,相当于一个自适应滤波器组,其可将信号分解成占据不同频带的固有模态函数,实现信号消噪。滚动轴承承载运转时,局部损伤点以故障特征频率反复撞击与之接触的其它元件表面,会引发机械系统共振;基于此,采用改进双谱分析轴承振动信号各分量间的相互作用,检测轴承故障特征频率。机车实际运行试验表明,所提方法能准确诊断牵引电机轴承的早期故障。     

EKF在机车最优黏着控制中的应用

为了使机车工作在最优黏着状态,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的滑模控制算法。首先以轮轨动力学及机车黏着模型为基础,利用EKF对机车的轮对速度和车体速度进行近似估计;然后为了克服外界干扰对系统的影响,提出了一种基于指数收敛干扰观测器的滑模控制算法;同时考虑轮轨最优蠕滑速度未知的问题,根据机车黏着模型设计一种搜索算法用于跟踪搜索当前路况的最优蠕滑速度。仿真试验结果表明,基于EKF的滑模控制算法可以有效提高机车运行的稳定性并且提高黏着利用率。     

SIS工程的网络安全防护设计

由于缺少细化的技术导则，目前厂级监控信息系统(SIS)工程在安全性方面同时存在安全设计不足和人为提高安全代价的问题。从我国发电企业的实际情况出发，对SIS关口的安全防护进行分析和探讨。根据分层、分区的电力二次系统安全防护指导思想，提出了根据具体内容和发展目标对SIS的安全等级进行合理定位，在保障电力控制系统安全这一核心安全目标的前提下对系统间隔离方式进行灵活、组合设计的总体思路。提出了安全性与开放性统一、安全与投入平衡的适度安全观，并介绍了包括大型新建工程、生产改造工程在内的典型SIS系统的安全防护设计方案。     

Safety considerations for electrical heat tracing

Since the advent of electrical heat tracing over 50 years ago, many challenges have confronted industry to ensure safe and reliable heat tracing operation. Reliability of heat tracing systems can directly affect safety-related operations, such as fire protection and emergency eyewash and safety showers. As a good practice, the safety of process systems should not be dependent on the performance of a single component of the heat tracing system. The primary purpose of this article is to address the issue of high-impedance, low-current faults that have been reported in electrical heating cables. These faults usually initiate from phase to ground but have currents that are insufficient to trip the circuit protective device. However, the faults can dissipate enough energy to cause fires and other equipment damage     

电力机车传动系统的状态监测与故障诊断

介绍了电力机车传动系统的状态监测与故障诊断的方法。应用嵌入式技术,采用分层次模块化的设计方法,实时的对传动系统进行状态监测。在发现异常后,通过专家系统完成故障诊断与故障定位,有利于提高机车运行的安全性和检修的高效性。     

基于力矩模式的矿山牵引电机车控制系统的研究与实现

为克服矿山牵引电机车运行方式切换机车运行平稳性差等缺点,研究转子磁链定向矢量控制系统,采用力矩模式控制策略,有效克服了采用传统控制方式下减速、制动过程中引起的电压泵升对直流母线带来的威胁.控制系统输出力矩直接可控,操作方便、结构简单.试验验证系统运行平稳、可靠,满足矿山牵引电机车控制的需要.     

基于调度倒闸操作流程及标准操作程序的操作安全防误应用

分析了调度操作业务安全防误管理的规范要求和当前主流的安全防误应用建设模式,提出了以调度倒闸操作流程及标准操作程序(SOP)为主线,在流程的不同环节调用相关安全防误校核的安全防误应用模式,并详细阐述了具体设计实现,将SOP的管理防误与安全校核计算等技术防误无缝融合,实现了调度操作业务的全过程安全防误。     

一例典型电网运行方式调整分析

介绍了九江供电公司东部电网一条220kV电源线路停电检修方式下,单电源供电时最大限度提高供电可靠性的典型运行方式调整案例。针对九江东部电网检修方式下安全可靠性低、稳定性不足、供电压力大等安全问题进行运行方式的调整,并综合考虑了调整方式中各种技术问题,从而达到提高电网安全可靠性,利于调度员快速事故处理的目的。     

电力机车便携式故障诊断装置的研制

电力机车运行状况的及时检测与准确评估,对于保障电力机车的安全可靠运行意义重大。设计出一种集机车故障分析和诊断、故障处理办法提示以及故障信息转储为一体的电力机车便携式故障诊断装置,详细阐述了该装置的软硬件结构,重点对数据采集通信和故障诊断方法的设计进行了介绍。本装置符合电力机车自动化发展的实际需求,能够有效提高机车故障的判断、处理速度,从而减少各类故障对正常运行秩序的影响。     

基于上位机KingView的牵引供电系统监控平台演示研究

"牵引供电系统"作为中枢环节对机车运行安全非常重要,建立牵引供电监控系统演示仿真平台,可以模拟、演示设备操作和电路特性,上位机采用KingView组态软件,下位机利用C语言采集数据,分析计算负荷运行数据和仿真能量损耗情况,并建立数据和查询报表、遥控事故分析等演示操作系统,对于理论创新并进一步将其实践化具有重要意义。