张旭[1]2002年在《电力牵引交流传动实验系统控制操作台软件的分析与设计》文中指出交流传动机车代表着当今世界牵引动力的发展方向。交流传动系统实验技术和设备是交流传动机车研究、开发及专业教学的重要手段。本文在分析了交流传动机车技术特点和交流传动系统实验设备的重要性的基础上，针对我院正在建设的省重点实验室主干设备“电力牵引与传动控制实验系统”的一个组成部分—“控制操作台”软件，进行了分析与设计。 本文对“控制操作台”的功能进行了分析，对其实现方法进行了比较，从而提出了采用软件实现控制操作台功能的方法，并对“控制操作台”所要实现的功能进行了模块划分。为使软件高效、稳定运行，决定在Windows 2000操作系统下，采用Visual C++6.0来开发“控制操作台”软件。 软件设计是通过利用Visual C++6.0应用向导建立应用程序框架，并在框架中添加控件和代码的方式来实现的。本文着重介绍了各个功能模块中的控件和代码的设计以及实现“控制操作台”功能模块的方法。该软件包括模拟“司控器”功能的控制指令输入模块、特性参数设置模块、试验台主要运行状态及运行参数的显示输出模块、主要运行参数存储及显示模块、波形存储及显示模块、控制操作台与试验台控制单元通信模块。其中为解决主界面波形动态重绘时出现的闪烁现象，使用了双缓冲的编程技术。波形存储及显示模块和主要运行参数存储及显示模块是通过读、写文件的方式来实现的；对控制操作台与试验台控制单元通信模块的设计是通过使用多线程的串行通信方式来实现的。由于多线程的串行通信技术比较复杂，而且在本软件中具有非常重要的地位，所以本文对其进行了详细的叙述。 本文对“控制操作台”软件的分析与设计进行了说明，通过编程实现了控制操作台的各个功能，最后通过模拟运行证明了本软件设计的可行性和合理性。
刘护林[2]2017年在《互馈式交流传动试验系统设计》文中研究说明交流传动技术以其卓越的性价比已经成为我国轨道交通的发展方向,试验验证技术是交流传动设计技术的一部分,是企业的基础核心技术之一,为此,本文对互馈式交流传动试验系统设计进行了深入研究。在分析交流电传动系统相关的国际标准、国家标准和行业标准的基础上,结合中国轨道交通的实际应用条件和发展趋势,对交流传动试验系统的功能和试验方法进行了详细阐述。本文介绍了一种互馈式交流传动试验系统,该试验系统在IEC61377-1给出的共直流电源的背靠背试验原理的基础上,通过试验线路的转换实现了共中间直流电源、共25kV交流电源、共牵引变压器原边、叁相取能单相反馈等多种互馈试验原理。该试验系统适用于我国各种型号的电力机车、内燃机车、动车组、城轨车辆、矿山机车等不同应用情况下的电传动系统的1:1功率考核的组合试验,牵引变流器和牵引电动机的型式试验。该试验系统成功实现了单相25kVAC电网、DC600V电网、DC750V电网、DC1500V电网、DC3000V电网下满载连续可调试验能力、电压跳变试验能力,供电电压瞬时中断试验能力。
梁一飞[3]2008年在《电力牵引交流传动试验台控制系统硬件的分析改进》文中研究表明目前国内的交流传动系统试验平台大部分为耗能式试验系,尽管这些系统可完成相关的试验,但存在诸多缺点,如组成系统的设备多,控制复杂、能量消耗大。本文提出一种新型的大功率能量互馈型交流传动试验台,具有系统结构和控制简单、能量实现互馈、电能消耗小等特点。试验台控制器的设计基于TI公司的TMS320LF243A数字信号处理器,充分利用了DSP强大的运算能力和外围接口电路,并将控制器局域网(CAN)总线应用于系统的数据通信,实现了系统各个控制器间和司机操作台的联合控制,提高了系统运行的可靠性。由于研制时间、经费、经验的不足及系统的复杂性,试验台虽然在功能上达到了设计要求,但在商品化程度,性能、可靠性,使用维护资料的完备性等方面还存在许多问题。为了更好的使用、维护、并提升改造现有的试验台,必须对其进行科学的分析研究,获得详细数据、资料,并在此基础上提出改进方案。主要任务是:①测试、分析、绘制试验台控制系统信息流图,并在系统中进行标注。②测试、分析、绘制试验台控制电源配置(型号、参数)图,并在系统中进行标注。③收集、查阅资料,测试、分析传感器(电压、电流、转速、温度、转矩)结构、性能、参数、原理。④收集、查阅资料,测试、分析计算机接口卡(CAN卡、转矩仪接口卡)结构、性能、参数、原理。⑤测试、分析、绘制控制器、显示接口信息、电源流图,并在系统中进行标注。分析其结构、性能、原理、参数。⑥测试、分析、绘制主控制板接口信息、电源流图,并在系统中进行标注。分析其结构、性能、原理、参数。⑦测试、分析、绘制驱动接口板接口信息、电源流图,并在系统中进行标注。分析其结构、性能、原理、参数。⑧测试、分析、综合现有系统存在的问题,提出改进措施。⑨最后在有可能的情况下以TMS320LF2812为核心设计主控制板,对原主控制板从工艺程度,性能、可靠性,可维护性方面进行提升。
宗剑[4]2014年在《矿山牵引电机车控制系统的研究》文中进行了进一步梳理以电气传动驱动的矿山牵引电机车作为矿山广泛使用的一种重要运载工具，其工作环境复杂，供电可靠性低，运行轨道条件差，超载现象突出。因此，矿山牵引电机车需具有大力矩起动、调速平稳、运行可靠、过载能力突出和抗干扰能力强等优越性以满足矿山牵引的要求。我国矿山牵引电机车大多采用直流串励电动机作为牵引电动机。伴随着电力电子技术、微电子技术、控制理论和信息技术的不断发展，各类电气传动系统正在越来越多的被国内外学者和工程技术人员开发与研究，交流异步电动机调速技术日趋成熟，交流异步电机在矿山牵引领域正逐步取代直流电机。异步电动机的控制方法可分为基于稳态模型和基于动态模型两种。基于稳态模型的控制方法主要采用转速开环变压变频控制，系统结构简单，成本较低，但调速性能较差；基于动态模型的控制方法主要是矢量控制和直接转矩控制，系统结构复杂，调速性能优越，能够满足高性能控制要求。论文以矿山牵引电机车为研究对象展开研究，主要的研究工作如下：1.分析研究异步电动机的动态数学模型，在旋转坐标系下根据电动机在不同频率下获取最大输出转矩时的电压电流约束条件进行了弱磁控制分析。研究异步电机的机械特性和牵引电机车的牵引特性，得出异步电机作为牵引电机车的牵引电机，其特性与牵引电机车的牵引特性相吻合。2.从矿山牵引电机车牵引力出发，把牵引电机车和装载车的各种负载归结为综合负载，以电机车的力矩传递为主线把牵引电机、齿轮箱、轮对和轨道面等各种因素折算到电机侧，建立了矿山牵引电机车双电机拖动一体化模型。3.针对矿山牵引电机车的实际工况，比较直接转矩控制和矢量控制两种控制方案，在选用矢量控制策略作为电机车控制方案的基础上，提出矿山牵引力矩模式控制方法，结合速度闭环控制，提出了适合于矿山牵引的速度模式和力矩模式混合控制方法。4.分析直流母线电压波动对矿山牵引控制系统的不利因素，提出了抑制母线电压波动的前馈补偿控制方法，并对控制方法进行了验证。5.分析研究无速度传感器控制方案，提出了利用转矩电流微分进行同步转速估算的方法，并给出了转速估算环节的核心算法。通过仿真验证表明该方法估算转速算法正确，采用该方法的调速系统具有良好的动、静态性能。能够满足矿山牵引电机车应用的要求。6.设计了矿山牵引电机车驱动部分的软、硬件系统。通过有速度和无速度传感器矢量控制大、小功率实验平台和牵引电机车产品样机的实际测试，验证控制系统的相关性能指标。给出了在不同实验平台上的实验结果，包括电机特性的相关测试结果，产品样机在牵引电机车测试平台和矿山现场的实验测试结果。实验和运行结果表明系统起动力矩大，过载能力强；稳速性能好，动态响应快；调速范围宽，能在低速和弱磁恒功率区域平稳运行；速度和力矩模式灵活切换，满足矿山牵引电机车的要求。
王述彦[5]2011年在《工程机械多功能试验台牵引及加载性能研究》文中进行了进一步梳理工程机械多功能试验台可悬挂多种工程机械工作装置进行牵引及加载试验,以研究工作装置与介质间的相互作用过程及机理。本文在分析该试验台的机械结构系统、液压系统、控制系统和测试系统的组成、工作原理、功能和性能参数的基础上,对试验台进行了以下方面的重点研究：根据试验台的牵引(加载)液压驱动系统的工作原理,以试验台悬挂推土机推土铲刀为例,研究了单泵单马达牵引液压驱动的动态牵引特性。分析了单泵单马达牵引液压驱动系统及传动系统;同时,根据台车的牵引工况,进行了试验台的力学分析,绘制了试验台牵引特性曲线；由于该试验台的单泵单马达牵引液压驱动系统为二次调节静液传动系统,所以根据二次调节系统的速度控制和液压功率控制原理,分别进行了试验台的单泵单马达牵引液压驱动系统的恒速控制和恒功率控制的研究,建立了数学模型以及控制框图,进行了仿真研究,并对仿真结果进行了分析。研究了试验台用作负荷台车时的加载性能。根据二次调节系统的结构和原理,分析了试验台的二次调节系统加载原理；分别建立了恒压变量泵、液压蓄能器和二次元件的数学模型以及二次调节加载系统的整体控制框图,并按不同的加载方式采用PID控制和模糊PID控制分别对二次调节系统和恒压变量泵进行了仿真分析。根据试验台控制系统的结构组成、控制原理和功能,进行了试验台控制系统的控制程序设计。程序设计的内容包括试验台PLC程序设计、上位机监控程序设计以及推土机推土铲刀切深控制程序设计。进行了基于AMESim和Adams的试验台动态联合仿真分析。采用机械-液压联合仿真的方法,用动力学仿真软件Adams建立了试验台的机械模型：再用液压仿真软件AMESim建立了试验台的液压模型；并确定了机械模型和液压模型的参数。利用软件接口文件进行数据交换,建立了基于Adams和AMESim联合仿真模型,实现机械-液压系统联合仿真。对仿真结果进行了分析,验证了模型的正确性和可行性。
马睿[6]2008年在《机车制动试验台电气系统的研制》文中研究指明铁路运输的发展,对机车的可靠性、安全性提出了越来越高的要求。日益繁忙的铁路运输,使得正线试车越来越困难。机车定置试验台,具有不占用线路、不受气候影响、可重复再现机车工况、测试机车不同条件下性能、参数等优点,相对线路试验有极大的优越性,可以带来更大的经济效益和社会效益。机车制动试验台是我们研究所与北京二七机车厂的又一合作项目。作为牵引试验台的后续项目,此次制动试验台的研制是要针对电力机车进行制动控制,在恒转矩或恒功率条件下,测量转速和负载改变时机车的制动性能,具有非常重要的现实意义。由于种种原因,该研究在国内尚属首次。由于客观条件的限制和试验安全的需要,实验室组建了实物仿真系统来模拟机车制动试验台的电气系统,以研究实际系统制动性能。实物仿真系统的整体结构采用上位机加下位机的结构,以组态王为核心的上位机主要完成数据显示及控制命令的发送,以PLC为核心的下位机主要负责数据采集以及控制命令的执行;控制方案为基速以下为制动转矩控制,基速以上为制动功率控制。我在该项目中承担的主要工作包括参与机车制动试验台的项目前期调研及系统结构、控制方案和试验流程的设计;搭建实物仿真系统,并进行系统的原理设计和软硬件开发;完成实物仿真系统的运行试验,测得系统的制动性能曲线,进行误差分析并提出了解决方案。主要成果有以下叁点:(1)参与了项目的总体设计,完成了前期调研工作,参与设计了机车制动试验台的系统结构、控制方案和试验流程。(2)为验证控制方案和试验流程的合理性,搭建了实物仿真系统,设计了相应的系统结构和控制方案用以模拟实际系统,开发了基于PLC的控制系统和基于组态王的监控系统。(3)运行了实物仿真系统,测得了大量的系统开环、转矩或功率闭环特性数据,并在此基础上绘制出了目标曲线,即系统的制动性能曲线,从而验证了实物仿真系统的有效性,实际系统控制方案的可行性和试验流程的合理性。
丁佑明[7]2011年在《交流牵引电传动联调试验系统的设计与开发》文中研究说明目前,国际上一些大企业如阿尔斯通、日立等,生产的产品含整车及电传动系统,都有联合调试试验系统,能满足生产设计需要,国内一些大型主机厂利用产品优势有同类型的试验检验系统,但配件厂家在该领域基本属于空白。公司为了引进技术的国产化再创新,了解动车产品设计的核心技术,掌握第一手试验数据,公司需将动车电机与变流器、变压器等通过车体系统模拟进行组合试验,现有的试验条件无法满足需求,为此需要设计开发一套适合公司产品的联调试验系统。该联调试验系统开发后,将为国内铁路配件企业产品模拟整车试验工况提供良好的支持,解决公司基础条件不足,无法试验电机或变流器的某些特定项目问题,具有很好的现实意义。本文介绍了公司某型动车联调试验的要求,运用Think&Do和S7-300控制软件,针对改型动车实际运行条件进行设备的选用,设计改型动车交流牵引电传动联调试验系统。涉及的主要内容包括：1、根据公司现有试验设备条件,主电源来源于公司10KV电力网,设计一套由由10kV开关柜、2500kW同步发电机组、3.15kV开关柜、2500kVA带载调压的单相升压变压器、25kV开关柜、25kV电压互感器柜及其相关网络组成的电源系统,满足试验用电源要求；2、利用电阻模拟设计车体实际负载,运用Think&Do和S7-300控制软件,组建控制和检测系统,模拟网压变化、制动、换向及故障对控制检测系统的影响及校正；3、用被试电传动系统进行匹配调试及交叉验证,设计出适合公司动车产品的电机与变流器联调试验系统,使组合试验满足试验大纲要求；4、总结电机与变流器联调试验系统开发的方法,为其他电机产品与变流器系统联调试验系统的设计与开发提供参考。
王欢[8]2007年在《基于PROFIBUS现场总线的PLC控制系统研究与设计》文中研究表明在PLC控制系统中应用现场总线技术实现PLC与现场设备、客户端、服务器间实时通信，达到分散优化综合控制是工业控制领域的热门问题。综合控制系统设计的优良直接影响着工业生产的经济性。深入研究应用PLC及现场总线控制技术会为我国在工业自动化领域的进一步发展做出有益贡献。工控行业领军企业的西门子的PROFIBUS与SIMATIC系列PLC控制系统提供了完善的软硬件支持和系统的解决方案。这样缩短了工控系统的开发周期，扩展了设备间的通信能力，优化了软件设计，增强了系统兼容性。因此从理论上研究PROFIBUS现场总线以及深入探讨西门子SIMATIC系列PLC能够拉近我国工业自动化与外国的差距，提升我国自动化产业的竞争力。本文从分析PROFIBUS现场总线技术入手，研究PROFIBUS-DP协议及其报文结构，阐述SIMATIC S7-300系列PLC中PROFIBUS总线的应用。在原有电线生产线电气原理图基础上，用PLC取代原有继电控制系统，完成了硬件选型，程序块定义及梯形图程序编辑及仿真调试、下载，实现了电线生产线的PLC控制；同时利用西门子公司WinCC软件实现了上位机与PLC的通讯，完成了电线生产线监控系统的设计。这一研究的目的在于实现基于PROFIBUS现场总线的Siemens PLC S7-300控制系统设计及组态，包括PLC控制系统设计、上位机管理和监控系统设计。对于总线协议的研究可以更深入的掌握PROFIBUS的通信机制。结合电线生产线应用S7-300 PLC及WinCC更具实用价值。PLC控制系统与现场总线技术的结合，实现了系统高速实时通信的目的，增强了系统的稳定性，安全性和实时性。
骆顺志[9]2012年在《搭载电控无级变速器纯电动汽车动力系统控制策略的研究》文中研究表明随着环保和能源问题的日益突出，纯电动汽车以其零排放、低噪声等优点倍受关注，世界各国已把电动汽车作为汽车工业的发展方向。而纯电动汽车动力系统效率的高低，直接决定着整车性能的好坏，因此对电动汽车的动力系统控制的研究十分必要。搭载电控金属带式无级变速器的纯电动车，由于无级变速器的速比可以连续变化，从而使电动汽车的行驶条件与电动机相独立，通过调节无级变速器的速比使电动机在最佳工作点运行，从而提高电动汽车驱动系统效率和整车的经济性。而且由于电控金属带式无级变速器用机电控制系统取代传统液压系统，这不仅使其在电动汽车上的应用有更大的优势，同时使传动系统的效率有很大的提高。本文主要是对搭载电控金属带式无级变速器纯电动车动力系统的控制进行研究，首先在阅读大量文献的基础上，对电动汽车驱动系统的结构形式和驱动电机的种类和性能进行介绍，同时对电控金属带式无级变速器的工作原理进行分析，建立速比数学模型，在此基础上对驱动系统速比控制策略进行研究，采用一种经济性和动力性折衷的速比控制策略，通过对PID控制算法的分析及优缺点的比较，采用积分分离PID速比控制算法，并讨论了电机最优工作曲线的确定方法。利用Matlab/Simulink软件建立搭载无级变速器整车仿真模型，作为研究对象，对整车进行仿真分析。最后，根据电机及其控制器试验方案，进行台架试验，得到了电机的转速转矩特性曲线以及电机及其控制器的效率，为电动机最佳工作曲线的确定提供数据。
付强[10]2013年在《电力机车主变压器故障诊断技术研究》文中认为摘要：二十一世纪我国铁路事业在“客运高速、货运重载”的主题下实现了跨越式发展。随着列车运营速度的提高、单列机车牵引吨位的增加,对机车、车辆装备的检修和维护提出了更高的要求。电力机车主变压器作为电力机车能量的来源,是电力机车的心脏,其安全可靠运行对于保障铁路运输的安全、高效具有重要作用。但与电力机车主变压器的重要作用形成鲜明对比的是,对电力机车主变压器故障诊断技术的研究明显不足。因此,开展电力机车主变压器的故障诊断技术研究对于提高机车检修保障水平,完善电力机车故障诊断技术理论,增强电力机车/电动车组运行的安全性和可靠性具有重要意义。本文以电力机车主变压器为主要研究对象,在概述了电力机车主变压器结构和应用特点的基础上,从机械振动学、电磁学、电化学、电气学出发,研究分析了电力机车主变压器油箱壁振动信号、变压油中溶解气体的特点。并深入探索了符合我国目前电力机车主变压器检修工作实际需求和发展机车“状态维修”需要的电力机车主变压器故障诊断技术。针对机车主变压器绕组、铁芯变形故障,本文提出了基于油箱振动信号的电力机车主变压器故障诊断技术,该技术不但灵敏度高,而且为发展机车主变压器在线状态监测提供了基础。本文首先从变压器的振动产生机理出发,对机车主变压器振动信号的来源进行了详细的分析,探讨了机车主变压器油箱振动信号测量位置的选择。同时,本文一方面利用质量-弹簧模型建立了机车主变压器绕组振动的等效数学模型,推导了机车主变压器稳态运行时绕组振动的加速度方程；另一方面深入探讨了引起机车主变压器铁芯振动的主要原因及影响其振动信号特征的因素。针对机车主变压器绕组变形的故障检测,本文从麦克斯韦方程组和变压器等效电路出发,推导了变压器电磁场耦合方程组,并利用ANASYS软件对HXD1C型电力机车用主变压器进行了实体有限元建模,研究了在不同预紧力下绕组振动信号的变化特点,提出了利用绕组轴向100Hz振动信号对变压器绕组预紧力进行监测的方法。针对变压器铁芯振动信号的特点,本文提出了一种基于混合粒子群优化算法的小波神经网络训练算法,并将该算法训练的小波神经网络应用于电力机车牵引变压器铁芯松动的故障诊断。MATLAB仿真测试表明应用该算法训练的小波神经网络对基于振动信号的电力机车牵引变压器铁芯松动诊断具有更快的收敛速度以及更高的诊断精度。针对DGA技术在电力机车主变压器故障诊断中遇到的问题,本文在系统分析了DGA技术的原理和已有DGA诊断算法的基础上,将多种DGA诊断方法有机的整合起来,结合机车主变压器的特点,提出了一套完整的电力机车主变压器DGA诊断流程。同时,本文提出了一种自组织RBF神经网络训练算法,并将其应用于电力机车主变压器DGA故障诊断。该算法利用平均粒距描述粒子的集中程度,结合Gaussian随机数,按一定概率加大PSO算法中的惯性因子,从而增强了传统PSO的全局搜索能力；同时将FCM算法和Gaussian-PSO算法融合应用到RBF神经网络隐层节点的选择和网络连接权值的优化,改善了以往RBF神经网络的不足,并利用鸢尾属植物数据集及葡萄酒数据集对算法进行了验证。MATLAB仿真测试表明该算法确实具有更高的诊断精度,但训练时间较长。最后,针对目前机车主变压器检修试验装备较为落后的现状,本文在详细研究了机车主变压器型式试验的基本要求和目前机车主变压器检修工作存在的主要问题的基础上,详细给出了机车主变压器综合测试及故障诊断系统的软、硬件设计方案。该系统可以满足目前国内主流电力机车用主变压器的所有型式试验要求并能利用变压器油中溶解气体数据、变压器表壁振动信号和型式试验数据对被试变压器进行综合诊断。
参考文献：
[1]. 电力牵引交流传动实验系统控制操作台软件的分析与设计[D]. 张旭. 大连铁道学院. 2002
[2]. 互馈式交流传动试验系统设计[D]. 刘护林. 西南交通大学. 2017
[3]. 电力牵引交流传动试验台控制系统硬件的分析改进[D]. 梁一飞. 大连交通大学. 2008
[4]. 矿山牵引电机车控制系统的研究[D]. 宗剑. 上海大学. 2014
[5]. 工程机械多功能试验台牵引及加载性能研究[D]. 王述彦. 长安大学. 2011
[6]. 机车制动试验台电气系统的研制[D]. 马睿. 清华大学. 2008
[7]. 交流牵引电传动联调试验系统的设计与开发[D]. 丁佑明. 西南交通大学. 2011
[8]. 基于PROFIBUS现场总线的PLC控制系统研究与设计[D]. 王欢. 北方工业大学. 2007
[9]. 搭载电控无级变速器纯电动汽车动力系统控制策略的研究[D]. 骆顺志. 重庆理工大学. 2012
[10]. 电力机车主变压器故障诊断技术研究[D]. 付强. 中南大学. 2013
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