Статья

Название статьи СПОСОБ ОЦЕНКИ ТЕКУЩЕГО МОМЕНТА СЦЕПЛЕНИЯ В КОНТАКТЕ «КОЛЕСО–РЕЛЬС»
Автор И.А. Радионов
Рубрика РАЗДЕЛ VI. СИНЕРГЕТИКА, КИБЕРНЕТИКА И СИНТЕЗ СИСТЕМ
Месяц, год 05, 2015
Индекс УДК 681.51
DOI
Аннотация Проблема формирования тяги локомотивом остается одной из важнейших в железнодорожном транспорте. Связано это со случайной составляющей коэффициента сцепления колесной пары (КП) с рельсовым полотном. Коэффициент сцепления меняется в зависимости от ряда факторов: погодные условия, качество покрытия, скорости движения и др. Формирование тяги зачастую производится автоматическими системами по линейной зависимости. Срыв сцепления определяется по производной угловой скорости вращения КП или сравнением скоростей вращения нескольких КП. После чего осуществляется сброс тяги. Данный подход имеет очевидные недостатки. В статье предлагается система оценки момента сцепления в контакте «колесо – рельс». Для построения наблюдателя применяются методы и принципы синергетической теории управления. В синергетической теории управления совокупность критериев управления системы принято выражать в виде соответствующей системы инвариантов. Инварианты выступают в роли цели управления, на них обеспечивается выполнение заданной технологической задачи, а процедура синергетического синтеза сводится к поиску законов управления, при которых эти заданные инварианты выполняются. Наличие информации о текущих условиях сцепления позволит конструировать высокоточные адаптивные системы управления тяговым электроприводом локомотивов, решающих ряд задач: задачу энергосбережения; задачу поддержания требуемой или максимально допустимой скорости поступательного движения состава; задачу поддержания максимального коэффициента сцепления в контакте «колесо-рельс». Приведены результаты моделирования синтезированной системы оценки момента сцепления в контакте «колесо-рельс», которые свидетельствуют о выполнении поставленной цели; время переходного процесса составляет около 0,3 c.

Скачать в PDF

Ключевые слова Момент сцепления; система оценки; наблюдатель; синергетический подход.
Библиографический список 1. Савоськин А.Н., Ляпушкин Н.Н., Чучин А.А. Уточнение модели взаимодействия колеса локомотива с рельсом на основе дислокационной теории пластического течения металлов // Транспорт Урала. – 2010. – № 2. – С. 69-74.
2. Самме Г.В. Новые результаты в теории сцепления локомотива // Транспорт Российской Федерации. – 2010. – № 3 (28). – С. 14-16.
3. Савоськин А.Н., Ляпушкин Н.Н., Чучин А.А. Моделирование процесса сцепления колеса локомотива с рельсом // Транспорт Российской Федерации. – 2010. – № 6 (31). – С. 50-53.
4. Ковалев Р.В., Матюшков С.Ю., Пугачев А.А., Роговцев Г.В., Федяева Г.А. Совершенствование системы управления тяговым электроприводом грузового локомотива // Известия Тульского государственного университета. – 2010. – Вып. 3. – Ч. 2. – С. 109-114.
5. Логинова Е.Ю., Кофанов В.А. Моделирование механических свойств асинхронного тягового привода тепловоза при плохих условиях сцепления // Вестник ВНИИЖТ. – 2008. – № 3. – С. 6-9.
6. Polach O. Creep forces in simulations of traction vehicles running on adhesion limit // Wear. – March 2005. – Vol. 258, Issues 7–8. – P. 992-1000.
7. Wenlia L., Leitingb Z., Kan D. Performance Analysis of Re-adhesion Optimization Control Based On Full-dimension State Observer // Procedia Engineering. – 2011. – Vol. 23. – P. 531-536.
8. Spiryagin M., Lee K.S., Yoo H.H. Control system for maximum use of adhesive forces of a railway vehicle in a tractive mode // Mechanical Systems and Signal Processing. – April 2008. – Vol. 22, Issue 3. – P. 709-720.
9. Veselov G.E., Popov A.N., Radionov I.A. Synergetic control of asynchronous electric traction drives of locomotives // Journal of computer and systems sciences international. – July 2014. – Vol. 53, Issue 4. – P. 587-600.
10. Popov A.N., Radionov I.A., Mushenko A.S Synergetic synthesis of power saving control for locomotive asynchronous drive systems // Proceedings of 6th International Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops (ICUMT-2014), 6-8 October 2014, St. Petersburg, Russia. – P. 546-550.
11. Веселов Г.Е., Попов А.Н., Радионов И.А. Энергосберегающее управление асинхронным тяговым двигателем: синергетический подход // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2013. – № 2 (143). – С. 18-22.
12. Veselov G.E., Popov A.N., Radionov I.A., Mushenko A.S Adaptive power saving control for traction asynchronous electrical drive: synergetic approach // (ENERGYCON 2014) Book Series: IEEE International Energy Conference. – 2014. – P. 1446-1453.
13. Попов А.Н. Синергетический подход к синтезу законов энергосберегающего управления техническими системами // Нелинейный мир. – 2005. – № 3. – C. 38-45.
14. Колесников А.А. Синергетическая концепция системного синтеза: единство процессов самоорганизации и управления // Известия ТРТУ. – 2006. – № 6 (61). – С. 10-38.
15. Kolesnikov A., Veselov G., Popov A., Kolesnikov A., Kuzmenko A., Dougal R.A., Kondratiev I. Synergetic approach to the modeling of power electronic systems // 7th Workshop on Computers in Power Electronics; Blacksburg, VA, USA; 16 July 2000 through 18 July 2000. – P. 259-262.
16. Kuz’menko A.A. Nonlinear adaptive control of a shipboard power plant turbine // Journal of Computer and Systems Sciences International. – July 2012. – Vol. 51, Issue 4. – P. 512-525.
17. Kuz’menko A.A. Synergetics approach to multi-machine power system hierarchical nonlinear control // 2013 5th International Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops, ICUMT 2013; Almaty; Kazakhstan; 10 September 2013 through 12 September 2013. Article number 6798419. – P. 146-150.
18. Коропец П.А. Флаттер в тяговом приводе локомотива в режиме буксования // Исследовано в России. – 2009. – № 12. – С. 716-772.
19. Колесникова А.А. Синергетическая теория управления. – М.: Энергоатомиздат, 1994. – 344 с.
20. Колесников А.А., Балалаев Н.В., Веселов Г.Е., Топчиев Б.В. Методы синергетического синтеза адаптивных регуляторов // Синергетика и проблемы теории управления: сборник научных трудов / под ред. А.А. Колесникова. – М.: Физматлит, 2004. – С. 204-226.
21. Радионов И.А. Синергетический синтез векторной системы управления асинхронным электроприводом // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 6 (119). – С. 246-254.

Comments are closed.