轮对产 ¾的轮周 引力或制动力大于轮轨间的粘着力时车轮就会 发生空转或打滑， 轮轨间的粘着力受轮轨表面状况 （轨面有凹坑 水、 霄、 霜， 油） 、 线路状况 （坡遒、 路 基、 曲线、 道岔） 、 机车轴靈分配等因素的影响， 并且 1¾机操纵方式及机车运行速度有 关 空转或打滑会使轮轨发热、 轮轨擦伤， 严靈时还会影响机牢的安全运行， 危窗极大 轮轨之间的粘着楚一个具宵不确定性的复杂时 变系统， 最大化地利用轮轨粘着力， 并且存 在防.h舉引空转方面， 一种常^的方案是在机车主电路中配装有 3个 动继电器， 每 个差动继电器与两台牵引 ¾机相连， 以它们作为空转信号的检测装置， 机车 iE常运行时，, 两台牵引屯坑相连的 动继电器两端的电压是平衡的 一个牢轮发生 转时， 该车:轮 的牵引电机. 另 -一个车轮的率引电机之间的电位 ¾就会发生变化， 使差动继电器得电， 使 串联在该¾动继电器常开蝕点 ¾路中的声光报繁器接通， 发出空转报繁 , 司机发现 ¾转报 警后， 手动撒沙、 降功率《 通过 动继电器与两台牵引电机栩连， 由于牵引电动机在低速 和高速.情况下电 反电势相 H非常大，相同的电 ί ^: £ϋ并不能 IS明不同的机 速.度下不同电 J 级下， 牵引电机反电势的变化率， 利 电压 ¾并不能准确判断牵引电机在不同机牟速 度下是否真的发生¾转以及发生空转¾严重程� �， 发生严靈的同歩空转的情况下， 魏 继电器两端电 ffi会十分接近， 致使空转继电器不动作 司机看到¾转指示灯亮之后 S脚 總撒砂， 同时通过手动操作削减机车牵引功 *来制止空转 这个操作过程时阀比较长， 而 」:::1.很难把握减多少功率合适。

… 歩的方案是在上述基础.上， 雜动继电器得电动作， 在¾动继电器常：幵触点电路 中 入中阔继电器， 糊该中间继电器控翻机车： i动减载及撒沙 , 但是一方面如上所述 , 差动继电器并不能准确判断机率空转； ¾一 -方面， 盖动继电器控制中间继电器， 亦不能准 确控制坑牟 动减载的大小和持续时间， 很难收到 好的控制效架： 再者， 该方案 ¾法实 现 s转的预判并通过撒沙缓解 s转， 只能实现撒沙控制与减载控制同歩进行， 不能最大的 利 粘着牵引力。

现有技术中还有 ·一种防空转方案， 即检 «机车各个牵引电机转速和电流， 通过†算 转速薆、 车轮加速度、 加速度微分信号及电流遨、 电流变化率等参数， 并 设定这 参数 的限定值， 超过或低于这些限制德时， 即判断为空转， 根据这些参数的大小， 判断减载 率百分比及减载持续时间， 并判断是 T执行撒沙及撒沙执行时间 该方案逐渐成为目前防 转控制的主流技术方案。 粗是在实际应稻中， 存在以下很多缺点 - 在不同扒车速度 不 同牵引电机电流下， 不同的转速.翁、 车轮加速度、 加速度徵分值及电流 、 电流变化率， 机车减载率西分比、 减载持续时间、 撒沙执行时间存在很大 ;1异， 尤其是当空转处于不同 阶段时， 即使是相同的反馈参数， 减载率 a分比、 减载持续时间、 撒沙执行时间仍存在很 大驗异， 因此， 釆用该技术方案， 獎想实时获得合适的减载率 a分比、 减载持续时间、 撒 沙执行 阔几乎是不 能的，不是不能充分利用粘翁牵引力，就是 转不能得到有效抑制； 控制系统软件 *常复杂， 控制环节太多， 面 各个环节相 影响, 经常是调节某个环节， 又给其他环节带来影响； 会给现场调试带来相当大的难度， 不断的控制减载， ¾转缓解后 ： f 加载， 在此过程中， 如果加载率太快， 会使牵'; H电机的输出转矩处于上下波动状态， 容 易引起更大的空转， 如果加载率太慢， 则机车会很快困丧失足够的牵引力而使机东速 度迅 速下降， 甚至停在坡道上; 在机牟 引电机发 转时， 很难根据转速 车轮加速度、 加速度微分信号及电流差、 电流变化率等参数， 选取合适的减载时刻、 减载率百分比及减 载持续时间， 无法最大限度刹用粘翁牵引力

在防止制;动滑行方面， 主要是以速度 、 减速度、 滑移率为检測对象， 只耍有一 · 1、 检测参数超过设定值， 就立即降低制动力并撒砂， 比如电阻制动时立即降低励磁电流， S 气制动 对制动缸迸行大驚排气 判断滑行的依据大多以经验公式或经验数据傲 来 断， 但很难适应于不同的轮轨表陋状况、线路状况 、司机操纵方式、机车运行速度等外部条件， 根.难准确的判断滑行时刻， 滑行判断提前， 会使制动力损失过大， 无法充分利用轮轨间的 粘着， 滑行判断滯后， 就会产生滑行， 造成踏面擦伤， 起不到防滑作用， 即使判断滑行 fi的 时刻比较准确，降低多少制动力，持续多长时 间仍极难把擺， ¾难实现旣能充分利用粘着， 又能防止潸行 ,

迸一 '歩的方案是用速度 、 减速度及减速度微分联合控制， 不再.采用只要有一个检 测参数超过设定值， 就立即降低制动力并撒砂， 而是同时观 ¾多个参数， 对粘着利用状况 迸行综合评估， 然后综合判断滑行。 滑行时刻判断的淮确度虽然宵所提高， 但是降低多少 制动力， 持续多长时间仍极难把握， 很难给出一个 量的合理值 因此， 难以实现既能充 分利栩粘着， 又能防止滑行

还有 ·····种防止制动滑行的方案是采 模糊控制法 模糊控制法不需耍详细了解防滑 化并引入控制过 «， 模糊控制系统通常 ^输入输出接 、 模糊控制器、 执行机构、 传惑器 和被控对象五个部分构成， 其中模糊控制器是模糊控制系统的核心:： 由于模糊控制器的设 计很大程度上依,賴子现场人员的实际经验，� �就要求在实际过程中要大量结合实际来选释 控制量和设计控制规则。选取控制量是否合理 以及控制规则的效果如何， 必须编制大量的 程.序来进行仿真分析， 或者等到控制器设计完成后通过实验来分析验 证。 显然， 这两种方 法都需要相 多的时间和精力， 而. ϋ需要反复的实验分析才能最终确; 整个过程繁琐并 且工作量较大

发明内容

本发明的 vJ的就是克服上述现有技术之不足， 提供一种基于转速控制的机车防¾转 滑行方法， 最大化地利用轮轨粘着力， 并且有效防止牵引空转或制动滑行 采取下列歩骤：

A. 根据机牟运行状态: 成牵引力（或制动力）控制值 VTout , 且限' VTmir^V'i' ut VTma -

B. 检测;各轴的转速值， 计獰平均轮周线速度 Vavr、 最大轮周线速度¾mx及最小轮周 线速度 Vmin ;

C. †f '算机车速度 Lspd - \ ντ;

S). 检测机 ΐ牵引力 （'或劍动力） 反馈值；

Β. 计算速度差给定値 VD:rrf'和最大加速度给定值 VAref;

F. 计 II速度驗反馈值： VDfd Vmax - ¾vr (牵引模式）或 VMdb - Vavr Vmin (制动模 式）；

G. 计獰各轴转速加速度值 ¾fdb〜VMdbn (牵引模式）或各轴转逮减逨度值 VAfdb'i〜 VAfdbn (制动模 )；

SL 计算加速度反馈值 f 等于各轴转速加速度值 VAfdb〜VMdbn中的最大值（牵 ¾ ί 模式）或减速度反馈值 \¾Mb等于各轴转速减速度值 VAfdbi〜 VAfdbn中的最大值 (制动模式

L 将 VDrei:及 VDfdb送入速度 P D闭环控制器 VD， 得出转速.楚控制 itVDout, 且隱制 Vra insSVDout^-Vmax;

J. 将 VAref及 VAi' ¾送入加速度 ¾)闭环控制器 VA, 得出加速度控制值 VAout, 且限制 Vmin¾iVAou ¾¥ma.x>

!ί. 按转速差控 德 VDout、 加速度控制值 out、 牵引力 （或制动力） 控制值 VTout 者中的最小值控制机舉牵弓！力 （或制动力）

¾用本发明的方案， 实现机车全天候的防 s转防滑行控制。 由于 Pi i w器的作 ¾ 使得系统在偏 ¾较大时具齊快速调节特性， 在偏 ¾较小吋具有连续的稳定调节特性， 在偏

附图说明

隱 为本发明实施例的交.直流电传动内燃机车率� �主电路原理图

國 2为本发明实施例的交直流电传动内燃机牢电� �制动主电絡原理图

園 3为本发明实施例的中断子程序流程框图

隱 4为本发明实施例的举 '；} \力控制子程序流程框顯 ,

隱 δ为本发明实施例的翻动力控翻子程序流程框� ��。

國 6。 在牵弓 1模式下计算转速楚给定值 V:Drrf和最大加速度给定值 V'Aref的子程序流程 框國。

闘 7 在制动模式下计算转速 ϋ给定值 VDref和最大减速度给定值 VAref的子程序流程 框顯

具体实施方式

为使本发明实施例的 的、技术方案和优点更加淸楚， 下衝将结合本发明实施例中的 附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 宪整地描述， 显然， 所描述的实施例是本 发明一部分实施例， 而不是全部的实施例 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员 实施¾…

实施例一为对交直流电传动内燃机东的防空转 防滑行控制。

参看顯 1 , 本发明实施例的交直流电传动内燃机车牵引主 电路， 通过微机控制主发电 机励磁机的励磁电流， 实现对: ΐΐ发电机整流后直流电. ffi的控翻 I。 R!.t为励磁电阻， m为续 流二极管， 《为场效应管， XC为励磁发电机， ERC为励磁整流器， MG为主发电机， 腿 C为 主整流器， Mi〜淞为牵弓 i电机， SD1〜SD6为牵引电机转速传感 ¾ _s 机车微机控制器输出的 Ρ¾¾ί信号¾过控制 Q i 导¾ ^ίΦ比， 控制流过 E:XC的励磁线圈的励磁电流， EXC发出的 相 交流 ¾通过 ERCI流后， 为主发屯机励磁绕组供电， 主发电机发出的 相交流电经 M C主整 流柜整流后向 ML〜 供电。 通过调， :信号的脉冲宽度值即可调整举引电机的直流� �电 压， 迸面调整牵引电机牵引力， 因此' p 信号的脉冲宽度爐即等效于牵引力控制值

参看隨 2， 本发明实施例的交 流¾传动内燃机车电 ϋ制动主电路， 牵引电机 Ml〜 (i 分别以 Rz为负载以发电机方式运行。 SI) 1〜 SD6为举引电机转速传感器,。 主发电机发出的 Ξ 相交流电经 MKC主整流柜整流后向牵引电机 Ml〜 串联的励磁绕组供 ¾。通过 liPWM信号 的脉冲宽度值即^调整流过六个舉引电机的励� �绕组的励磁电流，实现牵引电机制动电流 的凋整， 进而实现制动力的蠲整。 ^此， PWM信号的脉冲宽度值即等效子牵引电机制动力 控制值

参看隱 3。 本实施例应用定时器 i中断产生〗 OraS定时中断。 中断子程序首先在框 1、 1关 闭定时器】中断， ¾框1. 2淸除定时器1中断标志。然后进入框 1. 3，判断牵引指令是否为真； 如果是， 则进入框. i . 4， 执行牵引力控制子程序， 否则进入框 在框 1. 5, 判断制动指 令是否为真； 如果是， 则进入柩 1. 6执行制动力控制 程序； 姻进入框 L 在椐 1. 7, 打开定时器 i中断， 为下一次定时器 i中断作好准备 然后屮断子程序运行结束。

参卷图 4。 牵引力控制子程序在框 2. i计算控制值 V'tou t , 且限制 ¥mi n VT ¾ Vmax, 即： 在机车速度 /功率给定值、 牵引电机限压值、 举引电机限流值所形成的给 定维引曲线的控翻下， 通过实时检测机车速度 /功率、 舉引¾机电压、 牵引电机电流 等反馈愤， 计算出牵^电机端电压控制值 VToiit , 在框 2. 2实时检溯各轴的转速愤， 在 框 2. 3计算最大轮周线速度 _a x ; 在框 2. 4计算平均轮周线速度 Vavr, 在框 2. 5计獰速 度 Lspd VavT/300 (在本¾施俩中， 机车速度 LspdiKj单位为 km/h, 轮周线逮度计算值 为轮周线速度实际愤的 30ί)倍） ' 在框 2. 6检测被控对象反馈值， 即检测可以反映牵引 力状况的主发机输出电流 Curr, 在框 2. 7计獰速度差给^值 VDref , ¾框2. 8最大加速 度给定值 ref， 在框 2, 9计露速度驗反馈愤 VM'db ½a;i- Vavr， 在框 2, .0计獰各轴转 速加速度值 VAfdbl〜VAi'dbn ,在框 2, i 1计算加逨度反馈值 V— Af'db,在框 2. 'ί.2计算 VDout , II SI Vmi η ¾ζ V ou t ¾ζ Vmax , 在框 2, j.3计算 VAot!t , Ji ¾ M mi n ¾ VAout Vma , 在据. 2, i摩 tout ., Vaou Vi)out 者中最小值, ：麵 2. 1 5按上述最小值计算 PWM脉冲宽度 控制;值., 然 牵弓卜力控制子程序运行结束

参看隨 5,制动力控制子程.序在框 3.〗计算控制值 Vtout ,且限制 in V tit

Vrnax, 即： 在机 速度、 制动电流给定值、 励磁电流给定傲所形成的给定制动曲线的 控制下， 通过实时检測机车速度反饿值、 制动电流反馈值、 励磁电流反馈愤， 计算出 制动电流控制值 VTou 在糇 3. 2实时检测各轴的转逮値 在框 . 3计算最小轮周线 速度 Viivin,在框, . 4计算平均轮周'线速度 Vavr,在框 . δ计算机本速度 Lspd-Vavr/30(), 在框 3, 6检測被控对象反馈德， 即检測可以反映制动力状况的制动电流 Curr, 在框

3.7计算速度翁给定值 VDref, 雄 .8最大加遽度给定愤 Mref, 在框 3.9计算速度 ¾反馈值 VDfdb Vavr Vmi 在椐 3. )计算各轴转速减速度值 VM'db '卜 VM.' bii, it 框 3, J 1计獰减速度反 it僚 VAfdb,在框 , 12计算 VDout, 限制 Vmin.5; Vi)out \¾ax, 在框 .13计算 Viout,且限制 Vaiin¾:VAoin:.¾ViH ,在柩 3.14 ¾ ¥tou.t V VDout 者中最小值， 在框 3.15按上述最小值计算 P 脉冲宽度控制值 然后制动力控制 子程序运行结束

参看隨 6, 在舉引模式下， 计獰转速差给定值 VDref 和最大加速度给^值 VAre , ¾椎 4 1中判断是否 Lspd >6()：如梁是， 则迸入框 4,2' VAref-SOOtLspd* 10 - 否则进 入椎 4.4。迸入框 4.2后再接着迸入框 4.3, VL)re -6i30÷Lspd*iO> 子程序运行结.束 在框 4.4中判断是否 eCOLsi D SO, 如果是， 则进入框 4.5, 否则进入框 4.13, 在椐 中 4, δ判断是否 Curr>2000, 如果是， 则进入框 4, 6, VAre -800÷Lspd*I0 _? 否则进 入框 4.8, 进入框 4, 6后轉接着进入框 4.7 _f VDref-600+L,spd*10,该子程序运行結束 在權 4.8中判断是否 2(KM)>C!ir.r>】.S00，如果是，则迸入框 4.9, VAref-l OOi-Lspd*] 0, 否则进入框 4, 11, VAri-f-I20(}÷Lspd*lU _a 进入框 4.9后再接着迸入框 4.10,

VDref^SOO Lspd^lO, 该子程序运行结束。 进入框 4.11后再接着进入框 4, 12, VDref-1000-H:..spd*l0, 该子程序运行结束 在框 4.13中判断是否 Cun'> 2000， 如果 是， 则逬入框 4.1.4, VAref-900÷Lspd*5, 否则进入框 4,】6。 迸入框 4.34后^接着进 入框 4..15, VDref-TO ^Ls d^S,该子程序运行结 ¾ 讓 4, 16中判断是否 2 ()()()> Curr >1500,如果是，则迸入框 4.17, VAref^900-L.spd*10, 否则迸入框 4.19,迸入框 4.17 后再接籍进入框 4, 1.8, VDref-TOO-Lspd^lO, 该子程序运行结束 在框 4.〗9中 断是 西 1500>Curr>100(. 如果是，则迸入框 .20, V\refKK : pd*i5 φ ¾进入框 .22, 进入框 4.20后再接翁进入框 4.2i , VDref-TOO+lsptR'lS, 该子程序运行结泶 在框

4, 22中判断是否 10{30>Curr>800, 如果是， 则进入框 4, 23 VAref-1000÷Lspd*I5, 否则进入框 4.25, Aref-i lOO+LspdilD, 服入框 4.23后再接着进入框 4.24,

VDref-SOO^I.spd^ib, 该子程序运行结束 迸入框 .4.25后 S接着迸入框 4.26,

VDref=9(){) L.spd* 1. B, 该子程 运行结泶 ,

参看图 7。 在制动模式下， 计獰转速差给 ^值 TO.ref 和最大减速度给定值 VA. _re 'f _¾ 在框 δ, :ί 中判断是否 Lsi)d>60, 如果是， 则迸入框 5, 2, V/\ref-Lspd*3 ~600 _: 删 进入框 5.4。 迸入框 5.2后再接着迸入框 5.3 Vi)re -Lspd*34"80C), 该子程序运行结 束:。 在框 4中判断是否 60:> Lspd>20， 如果是， 則进入框 5, 否则进入框 5, 1:3 在框 5, 5中判断是否 Curr> 500， 如¾是. 则进入框 5. 6, VAre ^5n0÷Lspd*l 5- 否则 进入椐 5. 8。 迸入框 δ. 6后再接着迸入框 δ. 7, V'Dre ^300÷i,.spd*i 5 , 该子程序运.行结 束 在權 δ. 8中判断是否 500>Cu:rr> 300,如梁是，则迸入框 5. 9, VAref~700÷Lsjid*l5; 否则迸入框 δ. 11， VAref-800+Lspd*15, 进入框 . 9后 ft接着进入框 . 10,

¥Dref-50(HLspd*15 ₅ 该子程序运行结束。 进入框 5. 1 后再接着进入框 5. ] 2，

¥Dref^60{HLspd*15, 该' ^: f程序运行结束 在框 5, ί3中判断是否 Curr>500, 如梁是， 则迸入框 5. 14 , VAre -8C){) _: 否则进入框 5, 进入框 5, i.4后再接着进入框 5. 15, VDref-600, 读子程序运行结束。 ¾檇 5 16中判断是否 S00.>Curr> 300, 如果是， 则 进入框 δ, 17 , VAref-900; 否则进入框 5, 19, VAref- iOOO, 迸入椐 5. 17后 ¾接着进 入框 5. 18, ¥i)re!-700, 该子程序 ig行结柬 进入框 5. 1 后再接着进入框 5. 20, VDref-800, 该 ^: f程序运行结柬。 最后庞说明的是； 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其 i凝制： 尽管参 照前述实施例对本发明迸行了洋细的说明， 本领域的普通技术人员应 解： 其依然 以 对前述各实施倒所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等罔替换； 而 这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本 质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范