電力機車傳動單元分布式智能控制系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、電力機車牽引傳動控制裝置作為電力機車的關鍵技術設備之一，有著機車“神經(jīng)中樞”和“大腦”之稱。目前我國電力機車傳動控制系統(tǒng)多采用基于傳統(tǒng)PID的速度、電流雙閉環(huán)控制結構，其電流、轉速調節(jié)器是由以“模擬運算放大器”為主要元件構成的模擬PID調節(jié)器。這種模擬式PID調節(jié)器參數(shù)固定，控制結構簡單、穩(wěn)定性較好、易于工程實現(xiàn)。但系統(tǒng)的調節(jié)過程過分依賴于控制對象的模型參數(shù)，且其控制算法的系統(tǒng)動態(tài)性能和魯棒性較差。 針對列車運行過程中的多目標、

2、大滯后、非線性等特點，本文首先分析了交直型電力機車的工作原理與傳動系統(tǒng)的控制方法，提出了基于轉向架獨立控制的電力機車傳動單元分布式控制系統(tǒng)，然后研究了模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡理論與算法在電力機車中的應用方法，設計完成“電力機車模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡PID自適應調速智能控制算法”，并在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下進行了仿真。系統(tǒng)硬件設計采用分布式控制結構，綜合應用32位ARM7微處理器、FPGA和ICAN總線通信技術，設計開發(fā)了“電力機車傳

3、動單元分布式智能控制系統(tǒng)”1、2號試驗樣機；并在嵌入式實時操作系統(tǒng)uCOS-Ⅱ環(huán)境下，完成系統(tǒng)控制軟件的設計與智能控制算法的實現(xiàn)。最后，就系統(tǒng)常見故障作了應對處理方案。 “電力機車分布式智能傳動控制系統(tǒng)”樣機在成都鐵路局機務段、成都至資陽鐵路運營線(段)實際裝車試運考核。試驗證明：該系統(tǒng)結構設計合理，硬件安全可靠，智能控制算法實用、高效，系統(tǒng)控制性能良好。試驗過程中，列車起動快速、平穩(wěn)，調速調節(jié)平滑，動態(tài)調節(jié)誤差小。系統(tǒng)達到了預