Article

Article title NONLINEAR CONTROL SYSTEM DESIGN FOR THE ELECTRIC LOCOMOTIVE WITH APPLICATION OF JCF
Authors A.R. Gaiduk, V.H. Pshikhopov, V.E. Belyaev, I.O. Shapovalov, K.V. Besklubova
Section SECTION V. CONTROL SYSTEMS
Month, Year 03, 2014 @en
Index UDC 681.5.013
DOI
Abstract In the report the nonlinear control system of an electric train speed is designed. Thus the method of the state variables transformation that allows presenting the equations of nonlinear system to the form convenient for analytical control system design is used. In this case the nonlinear equations of an electric train have been resulted in Jordan controlled form and written down in deviations. In result at the first time it is shown, that the electric locomotive keeps controllability while the derivative of coupling force of a wheel with a rail on speed of sliding is not equal to zero. The conclusion about necessity of control by movement of an electric train is made so that speed of sliding did not exceed critical speed. Provided that the nonlinear law of the electric train speed control, which allows taking into account natural nonlinear characteristics of all it’s the elements, is designed by method of control systems analytical design. The received control law is easily realized with the help of a digital automation means. As the some nonlinearity of electric locomotive elements frequently are given to graphically for practical realization of the designed control law needs an approximation of these nonlinearity by analytical functions.

Download PDF

Keywords The electric train; the system equations; the transformation; the Jordan controlled form; sliding.
References 1. Пудовиков О.Е. Управление длинносоставными тяжеловесными грузовыми поездами // Управление большими системами. – 2011. – Вып. 29. – С. 214-231.
2. Розенфельд В.Е., Исаев И.П., Сидоров Н.Н., Озеров М.И. Теория электрической тяги / Под ред. И.П. Исаева. – М.: Транспорт, 1995.
3. Когут А.Т. Синтез приближенных алгоритмов двойного управления двигателями постянного тока на основе процедур линеаризации // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2010. – № 3. – С. 45-50.
4. Притыкин Д.Е. Метод обратных задач динамики для синтеза регулятора скорости магистрального электровоза // Известия вузов. Электромеханика. – 2012. – № 5. – С. 48-54.
5. Гайдук А.Р. Синтез нелинейных систем на основе управляемой формы Жордана // Автоматика и телемеханика. – 2006. – № 7. – С. 3-13.
6. Гайдук А.Р. Теория и методы аналитического синтеза систем автоматического управления (Полиномиальный подход). – М.: Физматлит, 2012. – 360 c.
7. Меншутин Н.Н. Исследование скольжения колесной пары локомотива при реализации силы тяги в эксплуатационных условиях // Труды ЦНИИ МПС. – 1960. – Вып. 188. – С. 113-132.
8. Зарифьян А.А., Бондарев А.П., Бузало Г.А. Математическое моделирование и системы автоматизированного проектирования транспортных средств. Ч. 2: Учеб. пособие. – Ростов-на-Дону: Изд-во РГУПС, 2003.
9. Kalker J.J. Rolling contact phenomena: linear elasticity. Reports of the department of applied mathematical analysis. Delft (Германия), 2000.
10. Коропец П.А. Контроль контакта колеса с рельсом в режимах тяги и торможения. Анализ динамических процессов в системе «экипаж-тяговый привод-путь». Saarbrucken (Германия): LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012.
11. Самме Г.В. Новые результаты в теории сцепления локомотива // Транспорт Российской Федерации. – 2010. – № 3 (28). – С. 14-16.
12. Правила тяговых расчетов для поездной работы / МПС СССР. – М.: Транспорт, 1987. – 287 с.
13. Пшихопов В.Х., Медведев М.В. Управление подвижными объектами в определенных и неопределенных средах. – М.: Наука, 2011. – 351 c.
14. Зарифьян А.А. Система измерения пройденного поездом расстояния и его скорости. – Ростов-на-Дону: Ростовский гос. ун-т путей сообщения, 2008.

Comments are closed.