100%低地板有轨电车技术概况

低地板有轨电车运量适中,可靠性高,乘客上下车方便,在欧洲、北美、大洋洲、亚洲等国家广受欢迎.作为现代高技术装备,国外大型制造商Siemens、Alstom和Bombardier掌握低地板有轨电车关键技术:转向架制造、牵引制动系统、电机控制、导向技术等.归纳介绍世界100%低地板有轨电车技术特点,研究关键技术和发展趋势,为我国自主研制有轨电车做一些有益的探索.     

独立旋转车轮有轨电车μ综合导向控制

采用μ综合方法设计了低地板有轨电车主动导向鲁棒控制器,以使其重新获取由于采用独立旋转车轮而失去的直线对中和曲线通过能力,同时对车辆系统的参数不确定性具有良好的鲁棒性能.建立了独立旋转车轮有轨电车的两轴车模型,模型中每个车轮和一个轮毂电机相联.通过控制同一车轴左右轮上的电机输出转矩实现车辆的主动导向控制.在Matlab软件中对控制器进行了仿真验证,结果表明控制算法能够同时满足系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,并使车辆获得良好的直线对中和曲线通过性能.     

新型有轨电车用双定子永磁同步驱动电机的设计

驱动电机是有轨电机牵引传动系统的核心部件,要求电机体积小、重量轻、可靠性高.永磁同步电机由于其低损耗和高功率密度的特点作为驱动电机使用有很大的优势.设计了一台新型结构的55 kW双定子永磁同步电机,对其进行了空载和负载状态下的仿真,证明了设计方案的可行.将双定子与单定子结构永磁同步电机进行对比分析,表明双定子电机拥有高功率质量密度和功率体积密度的优点.而且双定子电机还有故障状态下具有容错运行能力的特点,为现代有轨电车驱动用双定子永磁同步电机的设计与研究打下了基础.     

城市有轨电车永磁电传动系统设计

永磁电传动系统以其高效、节能、绿色、环保的特点,成为轨道交通领域的新宠。从客户需求出发,在分析系统特性、设计部件参数、系统性能的基础上,设计了一款适用于香港有轨电车运行工况的电传动系统,实现车辆的牵引、制动特性及CAN通信功能,具备车辆空载时单电机牵引运行的性能。     

矿用隔爆电机的生产质量控制

章为YBCS4—200型矿用隔爆电机生产质量控制的实际案例。在进行质量控制活动中，对电机隔爆面的尺寸进行了连续采样并根据电机产品批量小约实际情况，运用了单点控制图对电机隔爆面的尺寸进行了分析，及时发现了质量问题并提出了解决措施．     

纵向耦合驱动式有轨电车μ综合导向控制

提出通过控制纵向驱动电机的输出转矩,以改善采用纵向耦合驱动独立旋转车轮转向架有轨电车的直线对中和曲线通过性能,降低车轮磨耗.采用鲁棒μ综合法进行控制器设计,以应对轮轨系统的非线性、系统参数变化、测量噪声和外部输入不确定性.首先对单个轮对设计主动导向控制器,在单轮对控制器的基础上提出3种控制方案,并通过MATLAB和SIMPACK的联合仿真对控制效果进行了比较.结果表明,同时采用前后轮状态作为控制器输入信号时,能得到相对较好的控制效果,使车辆在直线上的综合磨耗数降低38%,在曲线上的磨耗数降低54%.     

直线电机车辆与传统旋转电机车辆的性能对比分析

文章分别从牵引原理、牵引电机工作原理、牵引控制等角度对直线电机车辆及传统旋转电机车辆性能进行了分析。     

一种大功率永磁同步牵引电机失磁故障诊断方法

针对大功率永磁同步牵引电机存在失磁问题,提出了一种变参数条件下自适应滑模观测器方法.通过建立两相静止坐标系下永磁同步牵引电机失磁故障的数学模型,针对牵引电机实际运行过程中参数时变的实际,提出将自适应控制与滑模变结构控制相结合的方法,构建了自适应滑模观测器,以克服参数变化对失磁故障诊断造成的偏差.通过仿真验证了该方法的有效性和鲁棒性.     

基于固定电压模式的牵引电机矢量控制方法研究

针对传统的牵引电机矢量控制方法不能快速应对动车组高速运行时的转矩突变问题,提出一套新的基于固定电压模式的矢量控制方法。该方法在牵引变流器电压幅值固定的模式下,通过变流器电压相位的高速变化结合牵引电机磁通量修正反馈值来实现对动车组牵引电机高速转矩的实时控制。并采用Simulink进行了系统建模,完成了系统仿真测试分析,结果验证了方案的可行性和优越性。     

多电机协同控制策略比较研究

多电机协同控制系统在印刷机、造纸机以及高速列车牵引等工业领域中都有着广泛的应用.首先,介绍了多电机协同控制的发展现状以及研究意义.其次,分别介绍了并行控制、主从控制、交叉耦合控制、虚拟主轴控制等多电机协同控制策略的结构,并在MATLAB/SIMULINK环境下对其进行仿真比较研究.根据不同控制策略的响应特点,总结最适合生产系统的控制方法.     

基于MMC的永磁同步电机驱动系统新型电容电压控制策略

为改善模块化多电平永磁同步电机驱动系统的控制性能,对变换器的双星半桥型拓扑结构进行改进,并建立上桥臂和下桥臂中子模块电容电压可变控制的原理分析模型,提出一种根据电机运行速度灵活调节变换器电容电压的新型控制策略,与传统控制方法下变换器的电容电压恒定相比,此新型策略为驱动系统多增加了一维控制量,使系统在灵活性和准确性控制方面得到了明显改善.在实验室中搭建了模块化五电平永磁同步电机驱动系统测试平台,实验结果表明,该新型电容电压控制策略能够有效地控制和调节变换器各个子模块的电容电压,有利于降低系统损耗和改善电机控制性能.      

基于新型双滑模的永磁同步电机无传感器矢量控制

为了降低传统滑模观测器（SMO）存在严重的高频抖振、提高转子位置和电机转速估算精度以及降低速度环传统比例积分控制（PI）超调量过大等问题,提出一种基于高阶滑模观测器与新型滑模速度控制器相结合的永磁同步电机无传感器矢量控制方法,用高阶滑模观测器代替传统滑模观测器,用新型滑模转速控制器代替传统比例积分转速控制器。最后通过用Matlab/simulink进行模型搭建与仿真分析,通过与其他常用的控制方式对比,结果表明新型双滑模控制的控制方式,转速的超调量与抖振更小,转子位置估计更加准确,并基本无抖振,提高了整体的观测精度,抑制了系统的高频抖振,提高了永磁同步电机的动态和稳态响应。     

永磁同步电机神经元积分分离PID控制的建模与仿真

针对永磁同步电机(PMSM)速度伺服控制系统需要具有较快的跟随给定和较强的抗干扰能力的特点,对PMSM采用一种基于神经元的积分分离PID控制策略,以解决PMSM快速的跟踪性能和抗负载扰动性能之间的矛盾.在MATLAB环境下建立该速度伺服系统的仿真模型并进行仿真研究.仿真结果表明,所采用的控制策略是可行的,与常规的PI控制相比,该控制策略在保证PMSM伺服控制系统快速跟踪的同时,系统的抗负载扰动能力得以提高.     

永磁同步伺服电机的变结构与前馈复合控制

为提高永磁同步伺服电机控制系统的性能,文章阐述了永磁同步电机伺服系统架构并给出了永磁同步电机的数学模型。在此基础上,对传统的三环伺服位置控制进行了分析,给出了各控制环参数的设计准则,并总结了传统伺服控制策略下的特点。随后,针对传统伺服控制系统定位精度低、响应慢的缺陷,在分析研究变结构控制和前馈控制特点的基础上,将其与传统控制相结合,提出了三者控制方式结合的复合控制策略,并对其进行了相应地理论分析。最后,建立了相应的系统仿真控制模型,并进行了测试。结果表明：变结构控制和前馈控制独立作用时均可缩短系统响应时间,而前馈控制还可提高系统的定位精度;同时复合控制结合了两者的优点,既提高了系统位置响应速度又改善了位置跟踪精度。     

基于改进SPBO算法的水下推进永磁同步电机参数辨识

精确的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor，PMSM)模型是集成电机水下推进器恒转矩控制的关键。为了提高水下推进PMSM参数辨识的精度，提出一种融合Tent映射与t分布变异策略的改进学生心理优化算法辨识水下推进PMSM参数。该算法在标准学生心理优化算法的基础上，引入Tent映射策略增加初始种群多样性，引入t分布变异策略平衡算法的前期与后期搜索能力，提高了算法的收敛速度和收敛精度。仿真和实验结果表明，该算法的辨识误差可达1%以内，且具有更快的收敛速度和更好的辨识稳定性。     

电传动履带车辆电子差速转向控制策略

提出一种电传动履带车辆电子差速转向控制策略.构建了双感应电机驱动履带车辆电子差速控制系统;通过履带车辆运动学和动力学分析,提出基于无功功率感应电机模型参考自适应控制(MRAC)的电子差速转向控制策略;建立了感应电机间接磁场定向(IFOC)转速控制系统,设计了基于无功功率的感应电机MRAC控制模型,并进行了Popov超稳定性判稳分析.采用该策略进行了实车试验,不同速差行驶转向的结果表明,该策略可使车辆获得良好的差速转向性能.     

静液传动履带车辆转向神经元自适应PID控制

为实现静液传动履带车辆快速稳定转向,且转向轨迹可控,基于双侧轮边液压驱动结构特点,提出了转向时外侧马达排量采用压力、发动机转速双参数控制,内侧采用神经元自适应PID控制以跟随外侧的转向控制策略. 在Matlab/Simulink中建立了包含基于S函数的神经元PID控制器和综合控制策略Stateflow模块的整车模型,对转向控制进行仿真分析,阶跃输入时,神经元PID比传统PID控制能有效抑制系统超调量,加快系统响应速度;不同转向工况仿真结果表明:神经元PID控制具有较好的目标跟随能力,提高了系统的实时性和鲁棒性,使得静液传动履带车辆具有良好的转向性能.      

内置式永磁同步电机转子位置与速度预估

设计了一种新型的滑模观测器（SMO）的IPMSM转速及转子位置观测器,通过电机电流的滑模观测模块对扩展反电动势进行观测,采用转速参数辨识和转子位置角度的锁相环(PLL),分别得到电机转速及转子位置信息,以减小转速和转子位置的观测误差,使用S型函数取代传统的离散控制率减少系统抖动.开发了基于STM32F103嵌入式微控制器的滑模观测矢量控制系统,设计全数字化永磁同步电机无位置传感器矢量控制调速系统的软硬件.实验结果证明:该新型无传感器矢量控制系统结构合理,稳态精度和动态性能良好,能够满足实际应用要求.     

模式切换的中高速重型半挂车挂车主动转向控制策略

为实现中高速不同工况下的重型半挂车稳定性控制,在建立线性变参数三自由度实时简化模型基础上,提出了基于挂车主动转向并采用模式切换的中高速重型半挂车控制策略。针对中高速重型半挂车工况变化,采用模式切换的方法实现了普通工况下的横摆、折叠和路径跟随控制以及极限工况下的侧翻控制。为实现重型半挂车中高速各工况最优控制,采用遗传粒子群算法和不同模式对应的优化目标函数,优化了控制策略权重系数。并且进行了模式切换的中高速挂车主动转向控制策略仿真研究,结果表明控制策略实现了重型半挂车从低附到高附,从普通工况到极限工况的中高速各工况良好地控制。     

五相永磁同步电机的变饱和柔性变结构控制

五相永磁同步电机因其可实现低压大功率、高可靠性、低电压直流供电、输出转矩脉动小等优点,在航空、舰船推进、电动汽车和高速电梯等领域得到了广泛应用。将其解耦,分别得到能量转化空间和广义零序空间,引入了柔性变结构的控制策略,设计了一种变饱和变结构控制器。仿真和实验结果表明,替代传统PID控制的柔性变结构五相永磁同步电机控制系统响应速度更快,转矩脉动更小。