СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПОЕЗДА ГОРОДСКОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ ГОРОДА ЯНГОН тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат наук Аунг Зо Тун

• Аунг Зо Тун
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Аунг Зо Тун

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ В ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ предпосылок для совершенствования рельсовой транспортной системы города Янгон

1.2 Анализ существующих систем автоматического управления движением скоростью поездов

1.3 Постановка задачи и цели исследования

Выводы по первой главе

2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПОЕЗДА

2.1 Построение структурной схемы системы автоматического управления

2.2 Модели элементов САУ скоростью движения электропоезда метрополитена

2.2.1 Поезд как объект управления

2.2.2 Методика учёта сил основного и дополнительного сопротивлений движению поезда

2.2.3 Модель тягового электропривода

2.2.4 Модель измерительных трактов системы автоматического управления скоростью движения

2.3 Результаты исследования работы САУ

Выводы по второй главе

3 ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ ГОРОДСКОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ

3.1 Выбор критериев качества управления

3.2 Параметрический синтез системы автоматического управления скоростью движения электропоезда

3.3 Выбор структуры блока адаптации

3.4 Исследование переходных процессов в САУ скоростью

Выводы по третьей главе

4 ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

СКОРОСТЬЮ ДВИЖЕНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ

4.1 Подготовка исходных данных для моделирования

4.2 Исследование движения поезда в условиях города Янгон

Выводы по четвёртой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список использованных источников

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Скоростная рельсовая транспортная система является эффективным средством для решения транспортных проблем, возникающих в крупных городах со значительным населением.

В городе Янгон - бывшей столице республики союза Мьянма, давно возникла необходимость применения такого транспорта. Янгон является самым крупным городом Мьянмы, с населением примерно 6 миллионов человек. Эта цифра в последние годы всё больше и больше увеличивается, так как в городе находится большое количество коммерческих и промышленных центров, офисов, много частных компаний и заводов, образовательных и медицинских учреждений.

В современных рельсовых транспортных системах, например метрополитенах, реализующих значительные объёмы пассажироперевозок и при интенсивном движении поездов, интервалы между поездами, следующими в попутном направлении, составляют несколько десятков секунд. В таких условиях крайне важной задачей является обеспечение безопасности движения поездов, в том числе и защиты от сближения поездов в попутном направлении, при условии одновременного обеспечения точного выполнения графика движения.

Эффективным путём решения этих проблем является внедрение на подвижном составе систем автоматического ведения поездов САВП. Системы автоведения поездов позволяют повысить точность выполнения графика движения поездов, а также обеспечить более полное использование пропускной способности линий, снизить расход электроэнергии на тягу поездов, увеличить производительность труда локомотивных бригад, облегчить труд локомотивных бригад.

Известно, что значительными преимуществами обладают САВП, построенные по многоконтурному принципу [36]. Внешним контуром в таких системах является контур регулирования времени хода, задачей которого является обеспечение выполнения графика движения поезда при условии минимизации расхода энергии, затрачиваемой на тягу поезда. Внутренним контуром является система автоматического управления (САУ) скоростью движения, предназначенная для исполнения режимов движения, заданных системой верхнего уровня.

В процессе работы САУ скоростью должно быть обеспечено требуемое качество управления скоростью. Среди критериев, при помощи которых оценивают качество управления скоростью движения электропоездов, целесообразно учитывать величину показателя плавности хода [33]. Данный критерий характеризует степень комфорта для пассажиров. Соблюдение установленных критериев должно быть обеспечено в разнообразных условиях эксплуатации, характеризующихся значительным диапазоном изменения загрузки электропоездов в связи с суточным изменением пассажиропотока.

Условием обеспечения энергооптимальной траектории движения [7] является реализация разгона и торможения поезда с максимальной интенсивностью, т. е. с максимальным ускорением (замедлением) соответственно. В некоторых случаях, например, при выполнении маневровых передвижений по территории депо или при движении по участкам с пониженным коэффициентом сцепления, необходимо обеспечивать разгон (торможение) поезда с пониженным относительно номинального ускорением.

Степень разработанности темы. Значительный вклад в разработку систем автоматического управления скоростью движения внесли такие учёные, как В. М. Бабич, Л. А. Баранов, Ю. В. Бушненко, А. Г. Вольвич, Я. М. Го-ловичер, Е. В. Ерофеев, Д. Д. Захарченко, И. П. Исаев, В. А. Кучумов,

В. Н. Лисунов, А. Л. Лисицын, А. Л. Лозановский, В. М. Максимов, В. А. Малютин, Я. Е. Марченко, Л. А. Мугинштейн, Н. С. Назаров, Б. М. Наумов, Б. Д. Никифоров, Н. Б. Никифорова, А. В. Плакс, С. В. Покровский, Б. Н. Тихменев, Л. М. Трахтман, В. Д. Тулупов, А. Н. Савоськин, Г. В. Фаминский, В. П. Феоктистов и др. В данных работах рассмотрены вопросы автоматизации управления скоростью электровозов и электропоездов со ступенчатым и непрерывным управлением силами тяги, пневматическим торможением грузовых, а также электропневматическим торможением пригородных и пассажирских поездов.

Тем не менее, в данных работах не в полной мере проработаны вопросы специфики эксплуатации электропоездов городской транспортной системы, заключающиеся в значительном диапазоне изменения параметров объекта управления в эксплуатации, а также не учтены специфические особенности электропоезда городской транспортной системы как объекта управления.

Цели и задачи исследования. Целью данной диссертационной работы является разработка системы автоматического управления скоростью движения электропоезда рельсовой транспортной системы города Янгон.

Научная новизна.

- Предложена адаптивная система автоматического управления скоростью электропоезда, учитывающая особенности объекта управления и условия его движения. Выбор параметров САУ, изменяющихся в зависимости от характеристик поезда, позволяет удовлетворить требованиям, предъявляемым к САУ.

- Для преобразования заданной верхним уровнем системы автоведения величины заданной скорости во входной сигнал САУ скоростью электропоезда городской транспортной системы предложено использовать оператор, представляющий собой интегрирующее звено с насыщением.

Практическая значимость.

- Предложен алгоритм работы САУ скоростью электропоезда, применение которого обеспечивает соблюдение ограничений на величину показателя плавности хода в переходных режимах движения.

- Решена задача параметрического синтеза САУ скоростью применительно к электропоезду с плавным управлением силами тяги и торможения. В результате решения задачи синтеза получены аналитические зависимости, связывающие параметры закона управления САУ скоростью с массой поезда, использование которых обеспечивает независимость качества управления от массы поезда.

- Разработано программное обеспечение, позволяющее исследовать переходные процессы в контуре скорости электропоезда и определять величины показателей качества при автоматическом управлении.

Методы исследования. В работе использовались методы теории автоматического управления, теории электрической тяги, методы имитационного моделирования.

Положения, выносимые на защиту.

- Адаптивная САУ скоростью движения электропоезда;

- Результаты решения задачи параметрического синтеза САУ скоростью в виде зависимостей, связывающих параметры закона управления с массой поезда;

- Результаты исследования работы САУ скоростью электропоезда в различных условиях эксплуатации.

Достоверность результатов научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена корректностью используемых автором математических методов и адекватностью использованных автором математических моделей.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПОЕЗДА ГОРОДСКОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ ГОРОДА ЯНГОН»

Апробация работы.

Основные положения работы были доложены на: международной конференции «Тгаш-Мес^АЛ-^ет» (2014г., Москва); «Безопасность движения поездов» (2012, 2013, 2014 и 2015г., Москва); заседаниях семинара кафедры «Электропоезда и локомотивы» в 2014 и 2015 годах, заседании кафедры «Электропоезда и локомотивы» в 2015 году.

Публикации. Результаты опубликованы в 5 печатных работах, включая 2 статьи в научных журналах, входящий в перечень ВАК России, 3 работы в трудах научно-практических конференций.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованной литературы и трёх приложений. В первой главе рассмотрены существующие системы автоматического управления скоростью движения поезда.

Вторая глава посвящена разработке системы автоматического управления САУ скоростью движения поезда городской рельсовой транспортной системы. Для выполнения исследований выбрана модель поезда как системы твёрдых тел, позволяющая более точно рассмотреть возникающие в нём во время движения процессы, в том числе оценить влияние неравномерности загрузки вагонов пассажирами на качество управления скоростью. Предложена САУ скоростью движения поезда, в которой, для обеспечения требуемого качества управления, использовано устройство, сглаживающее входной задающий сигнал скорости, реализованный на базе интегрирующего звена с насыщением.

В третьей главе выполнена постановка задачи параметрического синтеза САУ скоростью движения поезда. Выбраны критерии оптимизации и описана методика выполнения многокритериальной оптимизации САУ. Получены настроечные кривые для вычисления параметров закона управления САУ скоростью в зависимости от массы поезда.

В четвертой главе проведено исследование работы разработанной САУ скоростью движения в различных эксплуатационных условиях. Выполнены оценки работоспособности и возможности применения системы в условиях города Янгон.

1 АНАЛИЗ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ В ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ предпосылок для совершенствования рельсовой транспортной системы города Янгон

В 2010-ом году в нашем государстве были сделаны существенные политические преобразования. Правительство перешло на демократическую политику, и страна была освобождена от многих санкций, обозначенных западноевропейскими странами. Были уменьшены многие государственные налоги на импортные товары, которые раньше были настолько велики, что в десятки раз превышали стоимость облагаемого этим налогом товара, установлены новые законы об иностранных инвестициях в стране, которые в большей мере гарантируют права и прибыль иностранных инвестеров.

Всё это тем или иным образом увеличило интенсивность развития всего народного хозяйства, промышленности, поспособствовало появлению новых частных и государственных предприятий, увеличению количество рабочих мест и занятости населения, вследствие чего улучшилось социально-экономическое положение жителей, повысился жизненный уровень в стране. В результате возникла необходимость использования эффективной общественной транспортной системы, так как автомобильный транспорт, имеющий наибольшее распространение в Янгоне, не справляется с растущим пассажиропотоком,

Жители города Янгон ежедневно сталкиваются с проблемами из-за неразвитой транспортной системы: небесопасность перегруженых автобусов, огромные пробки на автодорогах, необходимость длительного ожидания на остановках или станциях определенного транспортного средства означают невозможность своевременного прибытия в пункт назначения и т. п.

Один из способов решения возникающих в Янгоне транспортных проблем - создание эффективной транспортной системы, которая позволит реализовать высокую скорость движения, интенсивный график, обеспечить высокие уровни безопасности и комфорта. Только в этом случае на дорогах мегаполиса уменьшится количество частных машин и автобусов, которое в последнее время интенсивно увеличивается, что приводит к огромным пробкам, и несчастным случаям на автодорогах.

Эффективной системой городского пассажирского транспорта является рельсовый транспорт, в том числе метрополитен, однако, в существующих экономических условиях создание целиком подземной сети, из-за весьма значительных затрат на строительство, не представляется возможным. Более предпочтительным является комбинированный вариант, с сочетанием подземных и наземных линий. Подземный способ прокладки линий является целесообразным, в том числе, в историческом центре города для сохранения его архитектурного облика. Подобный подход находит широкое применение при строительстве городской транспортной сети во многих городах мира.

Кроме этого, целесообразной является интеграция существующих внутригородских и вылетных железнодорожных коммуникаций с системой городского рельсового транспорта, что возможно реализовать в условиях Янгона.

В Янгоне в данный момент существует единственная рельсовая общественная транспортная система - городская кольцевая железнодорожная линия, схема которой приведена на Рисунке 1.1. Эта линия сохранилась ещё со времени британской колонизации (Рисунок 1.2, 1.3). Она мало используется из-за неквалифицированного обслуживания, низкой скорости движения поездов, большого интервала между поездами и плохого их состояния, выполнения поездок не по установленному графику движения, и большой населённости поездов. Длина кольцевой железнодорожной линии составляет 45,9 км, она имеет 39 станций. На ней эксплуатируется 21

дизельпоезд, содержащий в общем 200 вагонов. Максимальная скорость движения поездов на линии не превышает 35 км/ч. Ежедневный объём перевозок составляет примерно 130 000 пассажиров, что является слишком малой величиной по сравнению с другими видами транспорта: 1,185 млн. чел. - внутригородским водным, 18 тыс. чел. - такси, 3,14 млн. чел. -автобусы.

Таким образом, существуют объективные предпосылки для модернизации этой линии и интеграции её в общегородскую транспортую систему, что выполняется в настоящее время по проектам Министерства железнодорожного транспорта.

yangon circular railways

ttftdauktant 38 J)

< iPugyi(PGYlK3SK)

I >Lelpadaimi(32Ü> WaneictaimglWCGiaWl

Lanmndaw(LAW)( I >—I I'-moda FWIi PGR» /,—

Рисунок 1.1 - Схема Янгонской городской кольцевой железнодорожной линии

Рисунок 1.2 - Карта Янгонской городской кольцевой железнодорожной линии

Рисунок 1.3 - Янгонская городская кольцевая железнодорожная линия

в районе станции Янгон

1.2 Анализ существующих систем автоматического управления

движением скоростью поездов

Для повышения эффективности железнодорожного транспорта актуальными являются следующие задачи:

• повышения безопасности движения поездов,

• точного выполнения графика движения,

• улучшения использования пропускной и увеличения провозной способности линии,

• сокращения эксплуатационных расходов,

• улучшения условий труда локомотивных бригад.

Достижению этих целей в значительной мере способствует использование на подвижном составе систем автоматического ведения поездов САВП [36].

Использование САВП позволяет получить экономический эффект, достижение которого затруднительно при ручном управлении, в частности, за счёт снижения расхода энергии, затрачиваемой на тягу поездов. Данный эффект достигается вследствие применения оптимальных по этому показателю программ движения поездов; сокращения отклонений от оптимальных времен хода по перегонам; уменьшения числа торможений по сигналам светофоров, требующих снижения скорости, а также времени на прицельное торможение у платформ.

Системы автоведения поездов по уровню централизации делятся на централизованные или автономные [36].

Централизованные САВП получают информацию о параметрах движения всех поездов на линии и вырабатывают команды управления каждому поезду в соответствии с полученной информацией и требуемой программой движения.

Автономные САВП в соответствии с заданной программой движения осуществляют управление только одним поездом. При этом взаимодействие поездов определяется системой интервального регулирования; компенсация возмущений реализуется системой автоматического управления каждого поезда вне зависимости от расположения остальных поездов на линии и определяется законами управления, наличием ресурса регулирования и ограничениями, накладываемыми системами безопасности движения.

Также системы автоведения можно классифицировать по числу контуров управления на одноконтурные и двухконтурные. В одноконтурных САВП имеется только регулятор времени хода, который в зависимости от рассогласования между программным и фактическим временем хода выбирает ходовую позицию контроллера машиниста.

В двухконтурных системах (Рисунок 1.4) внешним контуром является контур регулирования времени хода, задачей которого является обеспечение выполнения графика движения поезда при условии минимизации расхода энергии, затрачиваемой на тягу поезда. Входной информацией для него является график движения поездов, измеряемыми величинами - времена прибытия и отправления поездов со станции и времена прохождения контрольных точек, выходными - вычисленные длительности стоянок и времена хода [24].

Внутренним контуром САВП является система автоматического управления (САУ) скоростью движения, предназначенная для исполнения режимов движения, заданных системой внешнего уровня. На современном тяговом подвижном составе САУ скоростью движения включает в себя контур управления тяговым электроприводом, по отношению к которым она, в свою очередь, является внешним контуром.

САУ скоростью движения электропоездов городской транспортной системы должна удовлетворять ряду требований, а именно:

- обеспечивать реализацию разгона или торможения поезда до величины скорости, заданной верхним уровнем САВП или при помощи задатчика скорости контроллера машиниста;

- осуществлять стабилизацию скорости в режимах тяги и торможения в условиях непрерывно изменяющегося сопротивления движению поезда;

- обеспечивать разгон или торможение поезда с заданным ускорением (замедлением), величина которого отлична от номинального.

В настоящий момент уже выполнен ряд работ, связанных с проблемами разработки регуляторов скорости [4, 6, 8, 15, 16, 17, 28, 29, 38] для электроподвижного состава.

В России первые разработки регуляторов скорости движения были выполнены для электровозов со ступенчатым регулированием силы тяги. Так, в работах [5, 4, 6] описан регулятор скорости для пассажирских электровозов ЧС2 и ЧС4, предназначенный для работы в качестве внутреннего контура двухконтурной системы автоведения пассажирского поезда. Функциональная схема системы автоматического регулирования скорости, предложенной в этих работах, представлена на Рисунке 1.5 [5].

Система состоит из 6 основных блоков: устройства сравнения УС, нуль-органа НО, исполнительного устройства ИсУ, измерительных устройств скорости и ускорения ИУу и ИУа, и объекта управления ОУ. В устройстве УС происходит сравнение величины заданной скорости Уз, поступающей от внешнего контура САВП - контура регулирования времени хода, со значением фактической скорости Уф, а также со скорректированным значением ускорения ка . аизм, и на выходе его получается сигнал рассогласования скорости Луа.

Рисунок 1.4 - Функциональная схема системы автоведения поездов

Сигнал с выхода устройства сравнения анализируется нуль-органом НО с релейной характеристикой, затем на выходе НО вырабатывается сигнал управляющего воздействия £. Исполнительное устройство ИсУ является групповым переключателем, осуществляющем вывод ступеней пускового реостата и перегруппировку тяговых двигателей, а также переключение ступеней ослабления возбуждения тяговых двигателей на электровозе ЧС2 [34], или регулирование напряжения и переключение ступеней ослабления возбуждения на электровозах ЧС4 [13]. На нём происходит выбор номеров позиций регулирования N в зависимости от величины сигнала £. Дальше номер позиций регулирования N поступает на объект управления - тяговый электропривод и поезд.

и Уа

от регулятора времени хода

■Ф

Ли,

УС1

но 1 к

-1 Днч

Nr

ИсУ

ОУ

V

Ф

V,

ИУ,

V

Рисунок 1.5 - Структурная схема контура регулирования скорости для электровоза с дискретным управлением силой тяги

Алгоритм работы данного регулятора скорости может быть описан следующими уравнениями[5, 6]:

^ ^изм ka ' аизм ; 1, если Dva >А нч;

e =

0, если Ava <А нч;

-1, если Ava < А нч; Np[jTp] = Nр[( j -1)Гр] + e,

где Уз - заданный уровень скорости;

Ava - скорректированное по ускорению отклонение текущего

значения скорости от заданного уровня; ka - коэффициент усиления по ускорению;

Анч - зона нечувствительности регулятора скорости; Тр - период или такт работы регулятора скорости;

Np[ j Tp] - требуемый номер ходовой позиции в j-й момент срабатывания регулятора скорости. £ - приращение номера позиции управления (выходной сигнал релейного элемента) Параметры регулятора Tp и ^нч найдены в работе [5] в результате выполнения параметрического синтеза регулятора по критерию минимума среднего квадратичного отклонения скорости от заданного значения в режиме стабилизации. Также при выборе параметров регулятора учитывался критерий минимума переключений групповых переключателей электровозов при сохранении требуемой точности регулирования скорости движения.

Рассмотренный регулятор скорости движения предназначен только для пассажирских электровозов со ступенчатым регулированием силы тяги, и его нельзя использовать на подвижном составе, оборудованном системой плавного регулирования силы тяги.

Примером системы автоматического управления, входящей в состав системы «автомашинист», является регулятор скорости скоростного электропоезда ЭР200 [15, 19]. Структурная схема регулятора

скорости приведена на Рисунке. 1.6. Регулятор скорости представляет собой комплекс устройств, состоящий из блока поддержания скорости БПС, задатчика скорости зу, чувствительного элемента ЧЭ (датчика скорости) и блока электропитания (на Рисунке не показан).

В блок БПС вводятся сигналы от задатчика зу о скорости, заданной машинистом для движения; от устройства автоматической локомотивной сигнализации АЛС - о скорости, допускаемой по условиям безопасности; от программных устройств (при работе регулятора в полном комплекте автомашиниста) - о расчётной скорости, обеспечивающей прибытие поезда к следующей контрольной точке пути. Кроме того, в БПС вводится сигнал от датчика скорости.

На пульте машиниста имеются кнопки для задания движения поезда со скоростями 20, 40, 50, 60 и т.д. до 200 км/ч, а также для движения в режимах «Тормоз» и «Выбег».

Регулятор скорости выдаёт команды: включения тяги, эквивалентные переводу рукоятки контроллера машиниста в положения IX, 2Х, 3Х, 4Х; включения тормоза, эквивалентные переводу рукоятки в положение Т1 (или Т2) (то-есть в положения реостатного торможения, когда электропневматический тормоз прицепных вагонов включается только для поддержания тормозной силы при возникновении юза колёсных пар моторных вагонов или истощения реостатного тормоза), а также команду «Выбег», эквивалентную переводу рукоятки контроллера машиниста в положение <<0>>. Логическое устройство ЛУ вырабатывает сигнал, определяемый рассогласованием Лу величин заданной скорости с выхода элемента ИЛИ-тли и фактической скорости с чувствительного элемента, а также алгоритмом, заложенным в ЛУ.

РТВ

БПС

Зу

АЛС

ПУ

ИЛИ-тт

4Х Положение рукоятки ЛУ

1 3Х 1 контроллера

2Х

1Х 1

-л у Ау

-4 -2 0 2 Т 4 6 8

ТЭП

ПОЕЗД

ЧЭ

Рисунок 1.6 - Структурная схема регулятора скорости электропоезда ЭР200.

Сигналы с выхода ЛУ воздействуют на тяговый электропривод ТЭП, обеспечивая требуемые переключения в силовой схеме и поддержание скорости в диапазоне ± 5 км/ч. Для уменьшения количества переключений электротягового оборудования поезда при поддержании скорости в указанном диапазоне в режиме тяги вырабатывается сигнал для плавного управления током возбуждения тяговых двигателей в зависимости от величины рассогласования V. Регулятор тока возбуждения РТВ вырабатывает сигнал, пропорциональный отклонению скорости от -4 до +2 км/ч. Недостатком данной системы является неприспособленность для работы на электропоезде с плавным регулированием сил тяги и торможения, а также отсутствие адаптации к изменению эксплуатационных факторов.

Электровозы ВЛ80с оборудованы системой автоматического управления реостатным торможением [43], функциональная схема которой представлена на Рисунке 1.7. Эта система обеспечивает :

• режим остановочного торможения с ограничением по наибольшим токам якоря и возбуждения тяговых двигателей, по значению наибольшего тормозного усилия и по условиям коммутации тяговых двигателей;

• поддержание заданной скорости движения на спусках в пределах ограничений по наибольшему тормозному усилию и по условиям коммутации тяговых двигателей;

• режим предварительного подтормаживания при тормозном усилии около 10-104Н

• обеспечение наибольшего тормозного усилия на уровне предварительного торможения;

• формирование релейного сигнала при отказе реостатного тормоза для автоматического включения пневматического тормоза;

• формирование релейного сигнала для автоматического переключения тормозных резисторов Данная САУ предназначена только для режима электрического торможения, и не учитывает специфики управления электропоездами.

Рисунок 1.7 - Функциональная схема системы автоматического управления реостатным торможения электровоза ВЛ80с

Для электроподвижного состава с системами плавного регулирования силы тяги существует ряд разработок САУ скоростью [36, 20, 44, 26, 45, 22, 46].

Рассмотрим работу САУ на примере двухсекционного электровоза ВЛ85 [44]. Каждая секция электровоза имеет силовой трансформатор с тремя тяговыми обмотками, три выпрямительно-инверторных преобразователя ВИП и шесть тяговых двигателей. На электровозе установлены два - блока автоматического управления БАУ(один - рабочий, другой -резервный).

Измерение токов якорей двигателей и токов возбуждения осуществляется соответствующими датчиками. Функциональная схема САУ электровозов ВЛ85 в режиме тяги (Рисунок. 1.8) представляет собой двухконтурную систему селективно-подчиненного регулирования. При

этом внутренним является контур регулирования тока двигателя, а внешним - контур скорости. Регулятор скорости (РС) выполняет в режиме стабилизации скорости функции автоматического задатчика тока для внутреннего контура.

Рисунок 1.8 - Функциональная схема системы автоматического управления скоростью движения электровоза ВЛ85

В начале работы системы задаются значения скорости и тока в блоках 31 и Зу. При этом значение рассогласования между заданным и фактическими значениями скорости в элементе сравнения ЭС1 поступает на вход регулятора скорости РС. В процессе разгона по рассогласованию на выходе регулятора скорости РС формируется максимальный по величине сигнал 1рс, который поступит на блок ИЛИ-тш где, выберется минимальное 1тт из двух значений 1з и 1рс. Этот сигнал через ограничитель тока якоря ОТЯ и задатчик интенсивности ЗИ поступает на элемент сравнения ЭС2. Блок ЗИ выполняет плавное увеличение заданного значения тока до значения, соответствующего положению рукоятки 31, и его выходной сигнал 1зи является задающим для подчинённого контура регулирования тока (АТЭП).

В состав АТЭП входят регулятор тока РТ, блок управления выпрями-тельно-инверторным преобразователем БУВИП, выпрямительно-

инверторный преобразователь ВИП, тяговые электродвигатели. В качестве регулятора тока используется ПИ-регулятор. Сигнал с выхода регулятора тока является задающим для блока управления выпрями-тельно-инверторным преобразователем. Импульсы управления от блока БУВИП открывают соответствующие плечи ВИП с заданной фазой для поддержания требуемого значения тока якоря тяговых двигателей. Реализуемая в результате сила тяги (электрического торможения) воздействует на объект регулирования (ОР) - поезд.

За фактическое значение тока тяговых двигателей I я принимается наибольшее значение тока всех тяговых двигателей электровоза. Фактическое значение скорости у*ф определяется как минимальное из всех измеренных (на электровозе установлено 6 датчиков скорости).

В процессе опытных поездок, проводившихся в различное время ВНИИЖТом, МИИТом, ОмГУПСом, ДВГУПСом и другими организациями, был выявлен ряд недостатков в функционировании систем автоматического управления электровозов ВЛ85 и ВЛ65. Отмечено, что при переходе из режима разгона к стабилизации скорости имеют место резкое уменьшение тока двигателя, что вызывает значительные оттяжки и толчки, т. е. в поезде возникают существенные продольные динамические силы, которые при определенных условиях могут превысить допустимые значения. Кроме того, выявлено, что при работе регулятора скорости после спадания тока в тяговых двигателях скорость должна уменьшиться не менее, чем на 10 км/ч, после чего обратная связь по скорости начинает воздействовать на восстановление заданного значения.

Бурное развитие микропроцессорных технологий открыло новые возможности при решении задач автоматизации. Автоматические системы на базе современной микропроцессорной техники обладают высокой надёжностью, позволяют реализовать достаточно сложные алгоритмы управления, расширяют функциональные возможности

управления. В связи с этим в задачах автоматизации ведения движением поездов внедрение таких систем получило широкое применение как за рубежом, так и в России.

В России давно выпускаются электровозы ЭП1 нескольких модификаций, оборудованные микропроцессорной САУ с алгоритмом, имеющим ряд отличий от аналогичного по назначению устройства электровозов ВЛ85 и ВЛ65. На пульте машиниста установлен дисплей с клавиатурой, для ввода параметров поезда (массы, числа вагонов в составе) в бортовую микропроцессорную систему управления.

Функциональная схема САУ электровоза ЭП1 представлена на Рисунке 1.9 . Она содержит задатчик скорости Зу, при помощи которого машинист вводит в систему заданное значение скорости Уз; задатчик величины ограничения по силе тяги 3^0, при помощи которого машинист задаёт максимальную реализуемую силу тяги (торможения) исходя из условий сцепления, необходимой интенсивности разгона поезда и т. п. Параметры поезда (массы, числа вагонов в составе) вводятся в систему при помощи задатчика 3т, в качестве которого используется клавиатура и дисплей.

С целью выполнения требований, предъявляемых к САУ и устранения недостатков САУ электровозов ВЛ85 и ВЛ65, была введена дополнительная обратная связь по ускорению, воздействующая на регулятор скорости. Коэффициент обратной связи по ускорению формируется на основе информации о параметрах поезда, задаваемых за-датчиком 3т.

При использовании такой системы преодолен ряд существенных недостатков САУ электровозов ВЛ85 и ВЛ65 и выполняются основные функции управления, однако, она не способна обеспечить выполнение ограничений, накладываемых на плавность хода в переходных режимах

движения, кроме этого в системе наблюдается колебательность в контуре регулирования тока якоря тяговых электродвигателей с амплитудой примерно 100 А, что составляет около 15% от максимального значения.

Выявлено, что практически невозможно для любого сочетания параметров поезда выбрать параметры регулятора скорости, обеспечивающие наилучшие показатели качества регулирования, что препятствует использованию рассматриваемой САУ в качестве унифицированного модуля.

Рисунок 1.9 - функциональная схема системы автоматического управления электровоза ЭП1

Более совершенная САУ скоростью движения электропоезда была разработана в [33], её функциональная схема приведена на Рисунке 1.10.

При использовании такой САУ обеспечивается выполнение следующих функций:

- реализация процессов разгона (торможения) с заданным уровнем ускорения (замедления) аз, выполнение ограничений по плавности хода в переходных режимах движения, т. е. по величине производной от ускорения при разгоне или замедлении;

- обеспечение изменения скорости движения поезда с заданным ускорением (замедлением) аз до заданной величины Уз и её стабилизация на этом уровне при изменении профиля пути;

- введение ограничений на координаты тягового электропривода с целью исключения возникновения аварийных режимов работы оборудования;

- обеспечение взаимодействия между электрическим и электропневматическим тормозами поезда (для пригородного и пассажирского поездов).

На вход системы поступают сигналы аз, Уз2, Уз1, Vibeg'от блоков: За, предназначенный для ввода в систему заданного ускорения аз; АВ, представляющий собой систему автоведения, зу, при помощи которого машинист может задать заданное значение скорости Уз1; РР, от которого машинист может изменить направление движения, переключать режимы управления: ручное или автоматическое, а также перевести на режим выбег Vibeg'. С целью обеспечения безопасности использован блок ИЛИ-тш 1, с помощью которого в систему поступает только минимальное из двух заданных значений скорости Уз1 и Уз2.

Наличие в системе блока логического элемента ЛЭ позволяет блокировать режимы тяги или торможения в случае включения электропневматического тормоза в обход системы регулирования скорости. Для запроса информации о включении и выключении электропневматического торможения на моторных вагонах установлены датчики давления тормозных цилиндров, и при включении электропневматического торможения на ЛЭ поступает сигнал ББ от датчиков.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Аунг Зо Тун, 2016 год

Список использованных источников

1. Аунг Зо Тун. Система автоматического управления скоростью движения электропоезда метрополитена с асинхронными тяговыми двигателями для города Янгон. Аунг Зо Тун, С. А. Муров, О. Е. Пудовиков. // Электроника и электрооборудование транспорта, №5 , 2013 - с. 23-25.

2. Аунг Зо Тун. Параметрический синтез системы автоматического управления скоростью движения электропоездов метрополитена / Аунг Зо Тун, О. Е. Пудовиков // Транспорт: Наука, техника, управление/ Всероссийский институт научной и технической информации (ВИНИТИ), № 10, 2014.- с. 38 - 41.

3. Ануфриев, И. Е. Самоучитель МА^АВ 5.3/6.х. / И. Е. Ануфриев. - СПВ. : БХВ-Петербург, 2002. - 736 с.

4. Аснис, И. А. Выбор параметров цифрового регулятора скорости для электровоза ЧС2Т / И. А. Аснис // Труды МИИТ, Вып. 653. - М. : МИИТ, 1982.

5. Аснис, И. А. Система автоматического управления на базе микро ЭВМ для пассажирских поездов с электрической тягой: дис. ...канд. тех. наук : 05. 13. 07/ Аснис Игорь Александрович.- М. : 1987. - 236 с.

6. Баранов, Л. А. Исследование структуры регулятора скорости для пассажирских поездов с электрической тягой/ Л. А. Баранов, Я. М. Головичер, И. А. Аснис // Вестник ВНИИЖТ, № 3, 1982.

7. Баранов, Л. А. Микропроцессорные системы автоведения электроподвижного состава / Л. А. Баранов, Я. М. Головичер, Е. В. Ерофееф, В. М. Максимов; Под ред. Л. А. Баранова. - М. : Транспорт, 1990. - 272с.

8. Баранов, Л. А. Модели и методы синтеза микропроцессорных систем автоматического управления скоростью электроподвижного состава с непрерывным управлением тягой / Л. А. Баранов // Вестник МИИТа. Вып. 10. - М. : МИИТ, 2004. - с. 3 - 16.

9. Баранов, Л. А. Модели систем автоматического управления: Учебник / Л. А. Баранов. - М. : МИИТ, 2003. - 187 с.

10. Баранов, Л. А. Новая структура системы автоматического управления скоростью движения грузового электровоза / Л. А. Баранов, А. Н. Савось-кин, О. Е. Пудовиков // Наука и техника транспорта, № 4 , 2009. - с. 70 -78.

11. Блохин, Е. П. Динамика поезда (нестационарные продольные колебания): Учебник / Е. П. Блохин, Л. А. Манашкин. - М. : Транспорт, 1982. - 222 с.

12. Блохин, Е. П. Расчёты и испытания тяжёловесных поездов / Е. П. Блохин, Л. А. Манашкин, Е. Н. Стамблер и др.; Под ред. Е. П. Блохина. - М. : Транспорт, 1986. - 263 с.

13. Бочаров, В. И. Магистральные электровозы переменного тока / В. И. Бочаров, В. И Попов, Б. А. Тушканов - М . : Транспорт, 1976. - 480 с.

14. Вагоны метрополитена моделей 81-740.1 и 81-741.1: Руководство по эксплуатации 740.00.00.001 РЭ.

15. Герасенков, В. И. Автоматический регулятор скорости для электропоезда ЭР200 / В. И. Герасенков, Л. Л. Ефимов // Автоматика, телемеханика и связь, № 9, 1981. - с. 34 - 35.

16. Глебов, А. И. Исследование процесса поддержания заданной скорости электропоезда системой автоматического регулирования / А. И. Глебов // Применение ЭВМ для проектирования электропоездов. - Зинатне, 1968. - с. 135 - 149.

17. Головичер, Я. М. Исследование процесса автоматического управления скоростью поезда / Я. М. Головичер // Труды МИИТ, Вып. 661. - М. : МИИТ, 1980. - с. 60 - 70.

18. Гультяев, А. Визуальное моделирование в среде MatLab / А. Гультяев. -СПБ. : Питер, 2000. - 429с . : ил.

19. Гуткин, Л. В. Электропоезд ЭР200 / Л. В. Гуткин, Ю. Н. Дымант, И. А. Иванов. - М. : Транспорт, 1981. - 192 с.

20. Коваль П. Е. Система автоматического регулирования скорости движения грузового электровоза: дис. ...канд. тех. наук : Коваль Павел Евгеньевич - М. : МИИТ, 1989, 165 с.

21. Коломийченко, В. В. Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава / В. В. Коломийченко, Н. А. Костина, В. Д. Прохореньков, В. И. Беляев. - М. : Транспорт, 1991. - 232 с. : ил., табл. ISBN 5-277-00666-4.

22. Курс: ЭП-10 для машинистов и инструкторов .Концепция управления. -87 с.

23. Медведев, В. Г. Control System Toolbox, MatLab 5 для студентов / В. С. Медведев, В. С. Помемкин. - М. : ДИАЛОГ-МИФИ, 1999. 287 с. : ил.

24. Мелёшин, И. С. Алгоритмы автоматизированного управления временем хода поезда «Русич» на перегонах метрополитена: дис. ...канд. тех. наук: 05.13.06 / Мелёшин Иван Сергей. - М. : МИИТ, 2011. - 209 с.

25. Осипов, С. И. Основы тяги поездов: Учебник для студентов техникумов и колледжей ж / д тр-та. / С. И. Осипов - М. : УМК МПС России, 2000. - 592 с.

26. Особенности конструкции и управления электровоза ВЛ65 / В. В. Кравчук, А. С. Поддавашкин, Ю. М. Кулинич, Н. П. Дениско, Ю. Н. Бинецкий, 1997. - 133 с.

27. Петров, П. Ю. Быстродействующая система управления тяговым электроприводом для улучшения сцепных свойств электроподвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями: дис. ...канд. тех. наук : 05.09.03 / Петров Пётр Юрьевич. - М. : МИИТ, 1998. - 57 с.

28. Плакс, А. В. Математическое моделирование систем автоматического регулирования скорости поезда / А. В. Плакс, М. Л. Златковский, В. И. Герасенков // Труды ЛИИЖТ, Вып. 313. - ЛИИЖТ, 1971. - с. 117 -122.

29. Полтев, В. В. Об анализе САР скорости электровоза постоянного тока с тяговым двигателем смешенного возбуждения / В. В. Полтев // Труды УЭМИИТа, Вып. 47. - 1975. - с. 122 - 127.

30. Правила тяговых расчётов для поездной работы. - М. : Транспорт, 1985. - 287 с.

31. Пудовиков, О. Е. Автоматическое управление скоростью грузового поезда с электровозом, допускающим плавное управление силами тяги и торможения: дис. ...д-ра тех. наук : /- 05.13.06., 05.22.07 / Пудовиков Олег Евгеньевич. - М. : МИИТ, 2011. - 291 с.

32. Пудовиков, О. Е. Параметрический синтез системы автоматического управления скоростью движения грузового поезда / О.Е. Пудовиков // Транспорт: Наука, техника, управление / Всероссийский институт научной и технической информации РАН., № 4, 2010 . - с. 22 - 27.

33. Пудовиков, О. Е. Система автоматического регулирования движения перспективного электропоезда: дис. ...канд. тех. наук : 05.09.03 / Пудовиков Олег Евгеньевич. - М. : МИИТ, 2000. - 134 с.

34. Раков, В. А. Пассажирский электровоз ЧС2/ В. А. Раков. -М. : Транспорт, 1976. - 320 с.

35. Розенфельд, В. Е. Теория электрической тяги: Учебник для вузов ж. -д. трансп. / В. Е. Розенфельд, И. П. Исаев, Н. Н. Сидоров. - М. : Транспорт, 1983. - 328 с.

36. Савоськин, А. Н. Автоматизанция электроподвижного состава: Учебник для вузов ж. -д. трансп. / А. Н. Савоськин, Л. А. Баранов, В. П. Феоктистов; Под ред. А. Н. Савоськина. - М. : Транспорт, 1990. - 311 с.

37. Савоськин, А. Н. Выбор структуры регулятора скорости движения магистральных электровозов / А. Н. Савоськин, А. А. Ефремов, П. Е. Коваль // Вестник ВНИИЖТ, № 1, 1987.

38. Савоськин, А. Н. Дополнение к системе автоматического управления электровоза ЧС2К / А. Н. Савоськин, М. С. Антонюк // Железнодорожный транспорт, №7, 2007. - с. 54 - 56.

39. Савоськин, А. Н. Система автоматического регулирования скорости железнодорожного подвижного состава /А. Н. Савоськин, О. Е. Пудовиков // Транспорт: Наука, техника, управление, № 9, 2001. - с. 15 - 19.

40. Сопротивление движению вагонов метрополитена / Радченко В.Д. - М.: Трансжелдориздат, 1956. - 71 с.

41. Феоктистов, В. П. Автоматическое регулирование скорости электроподвижного состава / В. П. Феоктистов, И. Н. Шапкин // Железнодорожный транспорт, № 2, 1968.

42. Химмельблау, Д. Прикладное нелинейное программирование/ Пер. с англ. / Д. Химмельблау. - М. : Мир, 1975. - 534 с.

43. Электровоз ВЛ80с : Руководство по эксплуатации. - М. : Транспорт 1982. - 662 с.

44. Электровоз ВЛ85 : Руководство по эксплуатации / Б. А. Тушканов, Н. Г. Пушкарев, Л. А. Позднякова и др. - М. : Транспорт, 1992. - 480 с.

45. Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС6 с коллекторными тяговыми электродвигателями : Руководство по эксплуатации. - 166 с.

46. Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС10 с асинхронными тяговыми электродвигателями. Руководство по эксплуатации. - 101 с.

47. Электровоз 2ЭС5К : Руководство по эксплуатации. Книга 5. - Новочеркасск: ВЭлНИИ-НЭВЗ, 2005. - 164 с.

48. Matlab. Language of Technical Computing. Version 6. The MathWorks. 2002.

49. Simulink. Model-Based and System-Based Design. Version 5. The MathWorks. 2003.

50. Simulink 4. Секреты мастерства / Дж. Б. Дебни, Т. Л. Харман; Пер. с англ. М. Л. Симонова. - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. - 403 с.: ил.

Приложение А

Рисунок А.1 - Подсистема вычисления деформации межвагонной связи

Рисунок А.2 - Подсистема вычисления силы в поглощающем аппарате автосцепки

Рисунок А.3 - Подсистема вычисления силы в межвагонной связи

Приложение Б

Результаты, полученные в результате решения задачи параметрического синтеза САУ

Таблица Б.1.

Результаты, полученные для поезда массой 276 т.

№ к1 к2 Ц Ь tрег о

1 4850,0000 0,1880 19,9199 0,0710 31,7250 0,0000

2 10000,0000 1,0000 4,6170 0,1391 12,8250 0,0000

3 6000,0000 0,1000 14,3003 0,0868 24,7850 0,0000

4 8000,0000 0,5500 8,0373 0,1134 17,0500 0,0000

5 11150,0000 1,9120 3,0391 0,1536 10,8750 0,0000

6 13567,5000 1,2999 1,9837 0,1870 8,3250 0,0000

7 21135,0000 2,4998 2,6150 0,3129 10,0050 0,0000

8 35513,2500 4,7796 6,6438 0,5953 14,1000 0,0000

9 19135,0000 2,0498 2,8897 0,2680 10,3850 0,0000

10 28270,0000 3,0996 4,6709 0,4290 12,1200 0,0000

11 19135,0000 2,0498 2,8897 0,2680 10,3850 0,0000

12 15567,5000 1,7499 1,2049 0,2145 7,2550 0,0000

13 18351,2500 2,1249 2,8658 0,2393 10,3550 0,0000

14 17567,5000 2,1999 2,9208 0,2302 10,4300 0,0000

15 17351,2500 1,8999 2,7767 0,2277 10,2350 0,0000

16 18351,2500 2,1249 2,8658 0,2393 10,3550 0,0000

17 16459,3750 1,8249 2,9314 0,2202 10,4450 0,0000

18 14567,5000 1,5249 1,5283 0,2007 7,7450 0,0000

19 16459,3750 1,8249 2,9314 0,2202 10,4450 0,0000

20 16959,3750 1,9374 2,7618 0,2233 10,2150 0,0000

№ к1 к2 Ц Ь tрег о

21 16263,4375 1,8436 2,3760 0,2175 9,6800 0,0000

22 16067,5000 1,8624 2,8792 0,2149 10,3750 0,0000

23 16361,4063 1,8343 2,6957 0,2189 10,1250 0,0000

24 15964,4531 1,7921 1,1838 0,2134 7,0550 0,0000

25 14969,5313 1,6468 1,3943 0,2063 7,5650 0,0000

26 15964,4531 1,7921 1,1838 0,2134 7,0550 0,0000

27 16263,4375 1,8436 1,3760 0,2175 9,6800 0,0000

28 15765,9766 1,7710 1,1805 0,2107 7,1900 0,0000

29 15268,5156 1,6983 1,2421 0,2104 7,3350 0,0000

30 16014,7070 1,8073 1,4502 0,2141 9,7850 0,0000

31 15765,9766 1,0710 1,1805 0,2107 7,1900 0,0000

32 15517,2461 1,0347 1,2228 0,2138 7,2950 0,0000

33 15890,3418 1,0892 1,1745 0,2124 7,1100 0,0000

34 15927,3975 1,0906 1,1782 0,2129 7,0800 0,0000

35 16287,2949 1,0313 1,6120 0,2178 10,0100 0,0000

36 14927,3975 1,0906 1,1782 0,2129 7,0800 0,0000

37 14728,9209 0,7695 1,1760 0,2102 7,1700 0,0000

38 14809,6313 0,7793 1,7691 0,2113 7,1700 0,0000

39 14691,8652 0,9681 0,9855 0,2097 7,1850 0,0000

40 13630,8696 0,9899 0,9959 0,2127 7,0950 0,0000

41 13440,6313 0,9338 0,9991 0,2113 7,1700 0,0000

42 13450,6057 0,9519 0,9833 0,2125 7,1000 0,0000

Таблица Б.2

Результаты, полученные для поезда массой 300 т.

№ к1 кг Ц Ь tрег о

1 4850,000 0,188 22,649 0,066 35,095 0,000

2 10000,000 1,000 5,965 0,129 14,490 0,000

3 6000,000 0,100 16,284 0,080 27,235 0,000

4 8000,000 0,550 9,790 0,105 19,215 0,000

5 11150,000 0,912 3,969 0,142 12,025 0,000

6 17135,000 1,600 1,805 0,211 7,190 0,000

7 13567,500 1,300 1,593 0,172 9,085 0,000

8 21135,000 2,500 2,830 0,260 10,305 0,000

9 13567,500 1,300 1,593 0,172 9,085 0,000

10 11567,500 0,850 3,905 0,147 11,945 0,000

11 15351,250 1,450 2,710 0,195 7,980 0,000

12 19135,000 2,050 2,777 0,231 10,235 0,000

13 13459,375 1,150 1,763 0,171 9,295 0,000

14 15351,250 1,450 2,710 0,195 7,980 0,000

15 17243,125 1,750 2,174 0,212 7,130 0,000

16 20837,688 2,320 2,787 0,268 10,245 0,000

17 17189,063 1,675 2,176 0,211 7,165 0,000

18 20810,625 2,050 2,908 0,268 10,410 0,000

19 17189,063 1,675 2,176 0,211 7,165 0,000

20 15405,313 1,525 2,711 0,195 7,980 0,000

21 17216,094 1,712 2,175 0,212 7,150 0,000

22 19026,875 1,900 2,777 0,230 10,235 0,000

23 17216,094 1,712 2,175 0,212 7,150 0,000

24 16324,219 1,637 2,398 0,207 7,570 0,000

№ к1 к2 Ц Ь tрег о

25 17229,609 1,731 2,174 0,212 7,140 0,000

26 15135,000 1,825 2,266 0,220 10,080 0,000

27 16229,609 1,731 2,174 0,212 7,140 0,000

28 16783,672 1,694 2,261 0,213 7,365 0,000

29 14236,367 1,740 1,939 0,212 7,135 0,000

30 15689,063 1,487 1,483 0,218 9,830 0,000

31 14236,367 1,440 1,739 0,212 7,135 0,000

32 14981,398 1,431 1,414 0,216 7,190 0,000

Таблица Б.3

Результаты, полученные для поезда массой 330 т

№ к1 к2 Ц Ь tрег о

1 4850,0000 0,1880 22,649 0,066 35,095 0,000

2 10000,0000 1,0000 5,965 0,129 14,490 0,000

3 6000,0000 0,1000 16,284 0,080 27,235 0,000

4 1357,8141 0,7849 10,735 0,079 1,179 0,000

5 5897,4982 0,8504 23,391 0,138 37,836 0,000

6 11267,8111 1,6558 6,721 0,208 18,174 0,000

7 7065,0095 0,6787 17,155 0,160 29,871 0,000

8 9356,5360 1,3786 10,518 0,179 21,782 0,000

9 12248,2828 1,6747 4,678 0,220 16,637 0,000

10 14422,1772 2,2295 2,613 0,298 8,995 0,000

11 14609,1234 1,9827 2,318 0,244 11,165 0,000

12 12598,4096 3,1528 3,577 0,347 13,951 0,000

13 14882,5580 2,1702 2,440 0,260 12,928 0,000

14 12704,0895 1,6526 4,657 0,218 14,784 0,000

№ к1 кг Ц Ь tрег о

15 15790,8778 2,2034 3,425 0,271 10,278 0,000

16 10462,4466 1,5959 3,666 0,320 14,127 0,000

17 14486,0455 1,7179 2,601 0,250 11,094 0,000

18 12666,8799 2,0114 3,523 0,269 12,238 0,000

19 15477,7040 2,4496 2,979 0,288 11,209 0,000

20 12143,3015 1,1594 3,613 0,351 12,622 0,000

21 15490,8363 2,5120 2,983 0,298 10,450 0,000

22 12292,2267 1,9022 3,643 0,353 11,941 0,000

23 14333,3904 2,2100 2,907 0,301 9,052 0,000

24 16015,0819 2,3233 3,480 0,285 9,576 0,000

25 15376,4461 2,3318 3,012 0,290 11,641 0,000

26 15314,0462 1,6332 3,540 0,316 13,447 0,000

27 16121,7653 2,3435 2,907 0,289 8,809 0,000

28 15067,0861 2,2649 3,195 0,284 9,864 0,000

29 18374,6595 1,5227 3,014 0,290 8,453 0,000

30 16047,7202 1,6582 3,061 0,290 11,494 0,000

31 17265,3268 2,4391 1,943 0,301 8,380 0,000

32 17948,1708 2,1950 2,024 0,295 8,769 0,000

33 16349,1608 2,4125 1,944 0,284 9,828 0,000

34 16095,9709 2,0954 2,352 0,302 11,123 0,000

35 15301,1804 1,6419 1,839 0,298 11,379 0,000

36 16250,8533 1,6503 1,493 0,292 11,431 0,000

Таблица Б.4

Результаты, полученные для поезда массой 360 т

№ к1 к2 Ц Ь tрег о

1 4850,0000 0,1880 30,1469 0,0551 44,3550 0,0000

2 10000,0000 1,0000 9,0899 0,1090 18,3500 0,0000

3 6000,0000 0,1000 21,8592 0,0675 34,1200 0,0000

4 8000,0000 0,5500 13,4177 0,0886 23,6950 0,0000

5 11150,0000 0,9120 6,8309 0,1206 15,5600 0,0000

6 10135,0000 1,5998 1,8289 0,1810 8,7800 0,0000

7 10567,5000 1,2999 3,7510 0,1443 11,7550 0,0000

8 9736,0000 2,4998 5,1936 0,2167 7,0300 0,0000

9 8270,0000 3,0996 9,4571 0,3089 9,7850 0,0000

10 14567,5000 1,5249 7,9623 0,1539 10,7800 0,0000

11 8135,0000 2,0498 10,4449 0,2022 7,6350 0,0000

12 13702,5000 2,5747 5,7260 0,2372 10,1650 0,0000

13 9135,0000 2,0498 4,4449 0,2022 7,6350 0,0000

14 11418,7500 2,3123 5,7030 0,2197 10,1350 0,0000

15 11135,0000 2,0498 4,4449 0,2022 7,6350 0,0000

16 8993,1250 2,1436 10,5360 0,2007 7,7550 0,0000

17 9135,0000 2,2748 5,2611 0,2127 7,3650 0,0000

18 9276,8750 1,4060 5,7909 0,2182 10,2550 0,0000

19 9013,0000 2,2748 5,2611 0,2127 7,3650 0,0000

20 8006,0625 2,3217 6,2921 0,2120 7,4150 0,0000

21 7063,0000 2,3873 7,1755 0,2114 7,1600 0,0000

22 11205,9375 1,4529 6,2919 0,2175 9,5600 0,0000

23 8635,0000 1,3873 7,1755 0,2114 7,1600 0,0000

24 8599,5313 2,4107 5,1786 0,2111 7,1800 0,0000

25 9617,2656 2,3990 4,1769 0,2113 7,1700 0,0000

№ к1 к2 Ц Ь tрег о

26 11199,5313 2,2982 4,2763 0,2123 7,3900 0,0000

27 11617,2656 2,3990 4,1769 0,2113 7,1700 0,0000

28 11885,0000 2,4436 4,4218 0,2141 9,7450 0,0000

29 12626,1328 2,3932 4,1762 0,2113 7,1650 0,0000

30 12936,2656 2,3428 3,1924 0,2152 7,2200 0,0000

31 13075,5664 2,4184 4,1766 0,2127 7,0900 0,0000

32 13695,2832 2,4028 3,1738 0,2121 7,1250 0,0000

33 17077,3008 1,6066 1,7482 0,2129 7,0800 0,0000

34 17062,1328 1,5932 1,4762 0,2113 7,1650 0,0000

35 17400,2832 1,7513 1,5138 0,2121 7,1250 0,0000

Таблица Б.5

Результаты, полученные для поезда массой 390 т

№ к1 к2 Ц Ь tрег о

1 4850,0000 0,1880 30,1469 0,0551 44,3550 0,0000

2 10000,0000 1,0000 9,0899 0,1090 18,3500 0,0000

3 6000,0000 0,1000 21,8592 0,0675 34,1200 0,0000

4 6028,6264 0,7934 30,8898 0,1444 45,4949 0,0000

5 11397,8664 1,6821 9,9054 0,1951 21,2942 0,0000

6 7164,6616 0,8825 22,6118 0,1402 38,2192 0,0000

7 9428,5327 1,3476 14,2692 0,1677 26,1959 0,0000

8 1211,8867 1,6527 7,6586 0,1947 19,7764 0,0000

9 11555,4824 2,1253 2,5366 0,2615 12,1032 0,0000

10 11829,4564 2,1260 4,5468 0,2313 13,2435 0,0000

№ к1 к2 Ц Ь tрег о

11 10773,7349 3,3874 5,9660 0,3037 11,7329 0,0000

12 9377,9853 3,9922 10,3272 0,3909 11,6566 0,0000

13 15753,4720 2,1596 8,6885 0,2389 14,4086 0,0000

14 9211,8707 2,8537 11,1808 0,2882 9,1090 0,0000

15 14818,1864 3,4692 6,5267 0,3097 12,8151 0,0000

16 10417,3754 2,5507 5,1634 0,2844 11,6566 0,0000

17 12739,9702 2,9724 6,4240 0,3026 12,5340 0,0000

18 12162,0529 2,8353 5,1725 0,2867 8,8602 0,0000

19 9994,4701 3,0092 11,4278 0,2825 10,8532 0,0000

20 10332,3646 2,8525 5,9730 0,2839 8,8178 0,0000

21 10691,4370 1,9388 6,6288 0,2884 12,2937 0,0000

22 10366,9026 3,0714 5,9885 0,2914 11,3756 0,0000

23 9317,1905 2,8283 7,1901 0,2823 9,6834 0,0000

24 8307,0037 3,0272 7,9240 0,2944 9,2563 0,0000

25 12345,6551 2,2955 7,0381 0,2883 13,1705 0,0000

26 9968,6501 2,1761 8,0592 0,2999 8,4486 0,0000

27 9952,7342 3,1145 6,0212 0,2883 9,3151 0,0000

28 11033,0253 3,2025 4,9883 0,2939 9,7341 0,0000

29 12439,8576 3,1411 5,0745 0,2953 10,5209 0,0000

30 13083,1525 3,2432 5,0374 0,2949 9,4034 0,0000

31 12977,2194 3,1144 5,2855 0,2895 12,4913 0,0000

32 13708,8949 3,0787 4,8884 0,2828 11,1519 0,0000

33 14342,8515 2,8783 3,9016 0,2951 9,7966 0,0000

34 14096,6893 2,9803 5,0024 0,2862 11,2093 0,0000

35 14746,0790 2,9090 3,8753 0,2959 10,0794 0,0000

№ к1 к2 Ц Ь tрег о

36 18031,2833 2,2484 2,5864 0,3012 9,0694 0,0000

37 18073,8364 1,9700 1,3797 0,2993 9,0521 0,0000

38 18100,2905 1,9011 1,3327 0,2957 11,4988 0,0000

Таблица Б.6

Результаты, полученные для поезда массой 420 т

№ к1 к2 Ц Ь tрег о

1 11150,0000 0,9100 9,6809 0,1046 19,0800 0,000

2 17135,0000 1,6000 2,9502 0,1552 10,7650 0,000

3 13567,0000 1,3000 6,4140 0,1253 15,0450 0,000

4 15351,0000 1,4500 4,7263 0,1402 12,9600 0,000

5 17533,9000 1,0160 2,7845 0,2362 10,2450 0,000

6 12334,4500 1,3080 2,4412 0,2022 7,6300 0,000

7 31101,9000 1,3160 2,5841 0,2878 9,9650 0,000

8 17760,0550 2,2312 2,6687 0,5001 12,1100 0,000

9 15317,9000 1,1660 2,9077 0,2610 10,4100 0,000

10 14500,8000 2,7320 2,8261 0,4302 12,3400 0,000

11 14118,4500 1,4580 2,1740 0,2119 7,1400 0,000

12 17610,1750 2,8870 2,6712 0,2369 10,0900 0,000

13 15902,4500 1,6080 1,7632 0,2239 10,0800 0,000

14 18464,0375 1,0265 1,9030 0,2432 10,4050 0,000

15 16756,3125 1,0875 1,7292 0,2304 10,1700 0,000

16 18037,1063 1,7478 2,0069 0,2402 10,5450 0,000

17 17183,2438 1,7173 1,9619 0,2338 10,4850 0,000

№ к1 к2 Ц Ь tрег о

18 17823,6406 1,7219 1,7333 0,2384 10,1750 0,000

19 17610,1750 1,8070 1,7212 0,2369 10,0900 0,000

20 17396,7094 1,8521 1,6922 0,2353 9,9950 0,000

21 17716,9078 1,9044 1,5951 0,2378 9,9850 0,000

22 17610,1750 1,8870 1,7712 0,2369 10,0900 0,000

23 17503,4422 1,8696 1,9417 0,2359 10,1900 0,000

24 17610,1750 1,8670 2,7122 0,2369 10,0900 0,000

25 18864,3125 1,8725 2,8612 0,2236 10,3500 0,000

26 18810,9461 1,8638 1,9618 0,2234 10,2150 0,000

27 19018,0645 1,9696 1,9817 0,2200 10,2900 0,000

28 17864,3125 1,9725 1,9612 0,2236 10,3500 0,000

29 19468,2572 1,9838 1,9188 0,2159 7,0050 0,000

30 19272,2020 1,9551 1,8313 0,2107 7,3150 0,000

31 19245,2572 1,9381 1,8188 0,2159 7,0050 0,000

32 19324,3813 1,9925 1,6818 0,2197 10,1450 0,000

33 19280,3536 1,9880 1,6803 0,2139 7,0350 0,000

Приложение В

Результаты расчёта переходных процессов в САУ

а)

V, км/ч

1 1

/ 1 ^2 = 1.0142

Ы. = 1340 г 1 _) 1

7 1 1 1 г 1 ( 1

I 1 1 г 1

I 1 / 1 / 1

10

8

6

4

2

0 0

а, м/с2

0.6 I-

20

40

60

80

100 ^ с

0.4 0.2

0-------

0 20 40 60 80 100 £ с

Рисунок В.1 - Графики движения при выполнении параметрического синтеза для режима трогания поезда массой 276 т: а - скорость движения; б -ускорение движения; в - плавность хода поезда.

1

/ 1 к2=0.б99 ; 1

к1= 14981 / 1 / 1

( 1 Г 1 1 1 ( 1

1 1 | 1 1 1 I 1

Г 1 / 1 / 1 ^ 1

0 20 40 60 80 100 £ с

б)

а, м/с2

Ь, м/с3

Рисунок В.2 - Графики движения при выполнении параметрического синтеза для режима трогания поезда массой 300 т: а - скорость движения; б - ускорение движения; в - плавность хода поезда.

V, км/ч 10

8 6 4 2 0

1

/ 1 k2=0.606 Г

¥1=16250 1 1 [ 1 ( 1

Т 1 ( 1 I 1 1 1

\ 1 1 1 [ 1 / 1

Г 1 г 1 / 1 / 1 У 1

б)

а, м/с2

0.4

0.2

20

40

60

80

100 £ с

20

40

60

80

100 Ъ С

0 20 40 60 80 100 £ с

Рисунок В.3 Графики движения при выполнении параметрического синтеза для режима трогания поезда массой 330 т: а - скорость движения; б - ускорение движения; в - плавность хода поезда.

б) а, м/с2

0.4

0.2

в)

0 0

Ь, м/с3

0.2 0.1 0 -0.1 -0.2

20

40

60

80

100

I, с

I, с

0 20 40 60 80 100

Рисунок В.4 Графики движения при выполнении параметрического синтеза для режима трогания поезда массой 360 т: а - скорость движения; б - ускорение движения; в - плавность хода поезда.

б)

в)

V, км/ч 10 8 6 4 2 0

0

а, м/с2

0.4

0.2

1 у 1 к2=0.526 ————— —————— —————

к1=18 100

1

1

/

20

40

60

80

100 с

20

40

60

80

100

I, с

0 20 40 60 80 100 с