【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轨道交通牵引控制技术，尤其涉及一种基于二型模糊搜索的黏着控制方法。
技术介绍
1、铁路在不断地提高着运行速度，不断更新着高速的概念。列车牵引力的发挥依赖于轮轨间的黏着，黏着力的大小由轮轨间的黏着状态决定，受到轨面条件、环境气候和列车运行状况等诸多因素的影响。因此在保证车轮相对静止不发生相对滑动的前提下，提供满足高速列车安全运行时的牵引力和制动力要求的黏着力也是一个应该关注的关键问题。根据蠕滑理论，在如图1所示的黏着特性曲线上，轮轨黏着特性在不同的轨面下随着蠕滑的变化有个最大值，在最大值位置对应的蠕滑速度就是最优蠕滑速度，根据这一特性，本设计提出了一种基于优化蠕滑速度搜索的高速列车黏着控制方法，从而进一步优化实现高速列车安全可靠的运行。
2、就目前的黏着控制方法而言，分为再黏着控制和优化黏着控制。再黏着控制方法通过轮对蠕滑速度和加速度来判断列车是否发生了空转、破坏了轮轨间的黏着；如果空转就马上降低电机实际给定的转矩，恢复轮轨间的黏着。优化黏着控制方法不但具有防止列车发生大空转的功能，同时以提高轮轨间的黏着利用为目的，是目前黏着控制研究的方向。
3、(1)再黏着控制
4、传统再黏着控制的基本思想是，基于列车运行时的轮轴速度差、加速度、加速度微分等信息，检测列车是否处于空转、滑行状态或者出现空转滑行的趋势，再根据预设的方案及时调整转矩从而使列车运行状态从空转区转到黏着区，避免空转滑行带来的危害，这方面以经典的组合校正法为主。再黏着控制方法也称为防滑行防空转方法，其本质是通过消除轮轨间的
5、(2)优化黏着控制
6、如果说传统再黏着控制的核心是避免列车空转或滑行，那么优化黏着控制就是在防止列车大幅度空转滑行的基础上，尽量使列车运行在最大黏着点上，因此优化黏着控制的核心思想就是随着列车的运行过程，在线搜索得到当前轨面的最大黏着点并设计对应的转矩控制器控制列车运行在最大黏着点上。除了传统的模型控制法、速度控制法，黏着斜率法，越来越多的研究开始关注智能优化算法在黏着控制和最佳黏着点搜索与跟踪上的应用，如滑模控制方法，自适应控制方法，预测控制方法，基于斜率法来实现对最大黏着系数的搜索，即通过观测黏着系数的斜率变化判断列车是否到达最大黏着点，基于智能控制算法的黏着控制方法，主要是基于模糊逻辑理论和机器学习方法。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺点，本专利技术提出了一种基于二型模糊搜索的黏着控制方法。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于二型模糊搜索的黏着控制方法，包括黏着系数估计模块、模糊逻辑模块、最优蠕滑速度搜索模块和pi转矩控制器模块，其中：
3、所述黏着系数估计模块利用列车实际的车轮转速和电机转矩，通过全维状态观测器实时估计出当前轨面状态下的黏着系数，并将估计结果输入到模糊逻辑模块中；
4、所述模糊逻辑模块利用黏着系数估计模块输入的黏着系数估计结果和列车动力学模型输入的当前时刻车速，通过偏差计算，计算出斜率值和单位时间斜率变化值，最后将计算所得的当前轨面下搜索最优蠕滑速度的调整系数输入到最优蠕滑速度搜索模块中；
5、所述最优蠕滑速度搜索模块通过当前时刻列车的黏着系数和蠕滑速度判断和估计黏着点在黏着特性曲线上的位置，再结合模糊逻辑模块计算所得的当前轨面下搜索最优蠕滑速度的调整系数计算得到参考蠕滑速度，最后将参考蠕滑速度输入到pi转矩控制器模块中；
6、所述pi转矩控制器模块利用最优蠕滑速度搜索模块输入的参考蠕滑速度和列车动力学模型输入的当前时刻车速计算得到列车转矩控制值，并输出列车转矩控制值到列车动力学模型中，形成闭环控制，最终实现对高速列车的黏着控制。
7、与现有技术相比，本专利技术的积极效果是：
8、(1)本专利技术提出了一种基于模糊逻辑和最优蠕滑速度搜索的黏着控制方法，能够实时搜索最大黏着点，实现了黏着的优化利用。
9、(2)本专利技术使用区间二型模糊系统对最优蠕滑速度搜索的调整值进行优化，可以很好地适应运行线路的复杂性和轮轨黏着的不确定性。
10、(3)本专利技术改进最优蠕滑速度搜索算法，通过模糊逻辑控制进行优化搜索步长，使得黏着控制的速度更快，黏着控制动态效应更好。
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1.一种基于二型模糊搜索的黏着控制方法，其特征在于：包括黏着系数估计模块、模糊逻辑模块、最优蠕滑速度搜索模块和PI转矩控制器模块，其中：
2.根据权利要求1所述的一种基于二型模糊搜索的黏着控制方法，其特征在于：建立列车动力学模型的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于二型模糊搜索的黏着控制方法，其特征在于：最优蠕滑速度搜索模块计算参考蠕滑速度的方法为：
4.根据权利要求1所述的一种基于二型模糊搜索的黏着控制方法，其特征在于：黏着系数估计模块估计当前轨面状态下的黏着系数的方法为：
5.根据权利要求1所述的一种基于二型模糊搜索的黏着控制方法，其特征在于：模糊逻辑模块计算当前轨面下搜索最优蠕滑速度的调整系数的方法为：
6.根据权利要求5所述的一种基于二型模糊搜索的黏着控制方法，其特征在于：模糊逻辑的模糊逻辑规则采用IF A AND B THEN C的形式，规则库采用T-S型，模糊规则共25条。
7.根据权利要求5所述的一种基于二型模糊搜索的黏着控制方法，其特征在于：模糊逻辑的降阶方法采用改进的KM算法。>
8.根据权利要求1所述的一种基于二型模糊搜索的黏着控制方法，其特征在于：PI转矩控制器模块计算列车转矩控制值的方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于二型模糊搜索的黏着控制方法，其特征在于：包括黏着系数估计模块、模糊逻辑模块、最优蠕滑速度搜索模块和pi转矩控制器模块，其中：
2.根据权利要求1所述的一种基于二型模糊搜索的黏着控制方法，其特征在于：建立列车动力学模型的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于二型模糊搜索的黏着控制方法，其特征在于：最优蠕滑速度搜索模块计算参考蠕滑速度的方法为：
4.根据权利要求1所述的一种基于二型模糊搜索的黏着控制方法，其特征在于：黏着系数估计模块估计当前轨面状态下的黏着系数的方法为：
5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄景春，代子阳，周仲荣，王文健，杨一凡，陈逸远，胡家豪，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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