论文摘要
本文针对轨道车辆电力牵引及电气制动系统开发实验的需要，设计开发了适用于任一功率、速度等级的轨道车辆模拟运行控制器。该控制器是以DSP技术为核心开发的。DSP芯片是一种专用微处理器及专用控制器，本系统利用TDSLF2407EA的高速处理特性，并结合轨道车辆电力牵引及电气制动系统开发实验的要求，设计开发了一套基于DSP的列车模拟运行实时控制装置及相应的实验平台。在该装置控制下，配以相应的实验平台可对不同功率、速度等级牵引系统进行模拟运行实验，并可对列车电力牵引／电气制动系统的运行工况进行静态及动态模拟。本系统对列车在预定线路、预定载客率、预定牵引特性(制动特性)、预定编组并在司机控制器实时控制下进行了实时仿真，利用仿真结果实时控制实验机组速度的变化，以达到用DSP模拟运行控制器对机组按仿真结果运行控制的目的。该控制器在550V／15KW功率等级机组上进行了动态模拟运行实验，该机组中一台作为陪试机，按转速方式控制；另一台作为被试机，按力矩方式控制。牵引工况时，由逆变器控制的陪试机作为发电机运行模拟列车运行速度的变化过程，而被试机作为牵引电动机工作；制动工况时，由牵引变流器控制的被试机作为发电机模拟列车制动力，陪试机模拟列车制动时的速度变化过程。通过PC机的RS232串口与DSP模拟控制器之间实现通信，用串口通信方式对列车状态条件初始化(包括托车重量、动车重量、牵引特性、制动特性、载客率、编组情况等信息)，并结合软件模拟列车阻力模型(包括坡道阻力、曲线阻力、基本阻力)，应用列车运动理论完成列车模拟运行的实时仿真，从而实现在试验台上对轨道车辆牵引系统在预定线路、预定载客，在司机手柄实时控制下进行动态模拟仿真试验，得出电机转速的变化规律，并按此规律实时控制实验机组速度的变化。经实验表明该装置工作可靠，能够实现对实验机组转速进行实时控制，进而实现对列车运行过程中电力牵引及电气制动系统工况的实时模拟；通过软件设置，此装置可运用于不同功率等级牵引系统的列车模拟运行实验，取代装车实验。为电力牵引产品研发提供一个“半全真”的实验平台，可起到缩短实验周期，减少成本的目的。