摘要：牵引控制系统是城轨列车电力牵引系统的核心部件之一,是牵引系统强、弱电交互的中枢纽带。由于城轨列车控制系统接口丰富且逻辑算法复杂、通信任务繁重,简单的控制架构已不能满足要求,进而提出了一种基于双浮点数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的系统架构,充分利用DSP强大的数字信号处理能力和FPGA强大的高速并行处理能力。给出了基于任务类型的硬件架构和基于处理速率需求的软件架构设计模式,C/C++、高速硬件描述语言(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,VHDL)及界面语言和相关支持软件用于实现所有牵引控制任务的调度管理和控制。在地铁和轻轨列车电力牵引系统上的成功运用,验证了提出的牵引控制系统架构的可行性和合理性。

摘要：针对一阶前向欧拉离散全阶转子磁链观测器在牵引变流器低开关频率工况下,当电机运行至中高速区段时存在离散误差大、观测结果发散不收敛的问题,本文提出了一种基于状态空间拆分重组的闭环离散全阶转子磁链观测器。以异步电机本身作为参考模型构建状态方程,将系数矩阵拆分为与电机同步频率及转差频率相关的动态系数矩阵和完全由电机参数构成的常量系数矩阵,继而重组状态空间。通过采用局部精确离散方法,获得全新的观测器离散模型,同时将定子电流作为系统输出,引入实际电流与观测电流的误差作为反馈校正,合理设计反馈增益矩阵,最终完成电机转子磁链的准确观测。模型仿真和实验结果验证了上述基于状态空间拆分重组的闭环离散全阶转子磁链观测器在电机运行全速度范围内具有良好的稳定性,且观测结果离散误差小、收敛速度快。

摘要：牵引控制单元(TCU)性能优劣直接影响动车组牵引传动系统的稳定性、动态响应及调速范围。为实现TCU优化设计、全面验证,针对牵引传动系统整车硬件在环(HIL)仿真进行研究。结合混合逻辑动态MLD模型算法及反射内存技术,根据主电路拓扑结构,选择合理离散化方法,建立牵引变压器、四象限整流器、牵引/辅助逆变器、异步电机以及整车动力学等模型。考虑对仿真步长的不同需求,将上述各模型分别运行于中央处理单元或现场可编程门阵列FPGA之中。最后,通过4动4拖动车组HIL仿真结果与实际动车组试验结果的对比,验证所研究内容的正确性和有效性。

摘要：提出了一种应用于新型城市轨道交通牵引供电系统的监测平台设计方案。监测平台基于新型牵引供电系统的特性,将以太网通讯技术和虚拟仪器技术结合起来,充分发挥以太网数据量大、传输速度快的优点,实现了牵引供电系统的实时监测。监测平台中使用动态链接库对以太网进行网络和数据管理,同时使用LabVIEW图形化设计语言以及VC++可视化编程语言完成了用户监视界面和虚拟示波器软件的编写。监测平台通过在实际牵引供电系统上的调试使用,实现了预期的功能,运行效果明显。

摘要：针对100%低地板车独立轮对的控制特点,提出了一套基于多模式脉宽调制的牵引控制策略。针对不同频段下牵引电机的特性,分别设计了调制算法和牵引控制策略,并进行了详细的分析与论证。以长春100%低地板车为实验平台进行了现场实验,结果证明了本文所提出的控制策略在全速度范围内都能获得良好的性能。

摘要：城轨新型供电装置具有监控变量多、实时性要求强、控制策略复杂等特殊性,本文设计了与之配套的监控系统。该监控系统的硬件构成为以嵌入式平台为主控制节点,辅控DSP为从节点,工业以太网为主要传输介质,多通道缓冲串口为从节点与供电装置的通讯接口。文章完整地描述了监控系统从节点的软件设计,针对性地提出了周期函数有效值的改进算法,介绍了嵌入式Wince控制平台下人机交互界面的软件设计,并给出了相应的实验结果。实践表明:监控系统具有良好的功能和性能,达到了预期的各项要求。

摘要：根据新型直线电机运输系统采用双向PWM整流器供电。非黏着方式驱动的特点，研究了新型直线电机运输系统牵引计算的方法。包括运动学迭代和电学迭代两部分。编写了牵引计算程序并用实例进行分析和计算。结果表明该方法可以根据给定运行时间或者平均速度计算出运行过程中的列车运行数据。模拟列车的状态，为牵引变流器和牵引供电系统的设计提供依据，具有一定的实用价值。

摘要：在研究分析用于牵引传动领域的脉宽调制技术的基础上,针对自主研发地铁牵引逆变器设计了分段调制策略。为使电机控制的采样周期与脉冲产生周期同步且保持恒定,基于设计的调制策略提出了一种具体实现方式,并给出了不同调制模式之间的平滑切换方法和网压波动时切换点的修正方法。试验结果验证了设计调制策略及实现方式的正确性。

摘要：针对新型直线电机运输系统的需求,设计了牵引变流器的结构,主电路和控制系统,并给出了相关器件的选型过程。根据直线电机的数学模型,变流器采用滑模变结构的间接矢量控制策略,实现对直线电机初级电流的快速控制。对变流器进行了满载实验考核,实验结果表明该变流器性能良好,工作稳定、可靠,满足新型直线电机运输系统的要求。

摘要：针对城市轨道交通车辆启停频繁的特点,为实现精准停车、提升乘坐舒适度、降低损耗、节约能源等目的,文章提出一种异步电机纯电制动至零速停车的控制策略。在车辆运行全速范围内,利用数据与模型双驱动技术预测车辆最大可用减速度;在车辆电制动低速区段,设计减速度控制器针对电机制动转矩指令值进行实时调节;采用离散化闭环全阶转子磁链观测器辨识电机运行频率,从而利用辨识频率值替代速度传感器采集频率值完成停车过程。最终,通过半实物仿真平台和车辆运行试验证明上述研究策略的有效性。