Системы автоведения поездов

Курсовая работа по дисциплине: «Системы автоведения поездов»

Введение

Система автоведения поездов (САВП) предназначена для автоматизации процесса управления движением поездов, включая:

определения времен стоянок поездов на станциях Тс;

определения времен хода поездов по перегонам Тх;

выбор режимов ведения поездов с целью выполнения заданного времени хода по перегону Тх (регулятор времени хода);

слежение за непревышением допустимых скоростей и подтормаживания в случае необходимости;

прицельное торможение на станциях для остановки поезда;

отправления поездов со станций;

открытие и закрытие дверей поездов в метро;

информирование машиниста о режимах работы системы;

информирование пассажиров в метро.

Системы автоведения поездов бывают автономные и централизованные. Централизованные САВП, как правило, имеют три уровня иерархии: центральный пост управления (ЦПУ), станционные устройства (СУ), поездные устройства (ПУ). Распределение функций управления между уровнями системы может быть различным. Часть функций закрепляется за определенными уровнями, а некоторые функции могут выполняться разными уровнями. Например, хранение планового графика движения, регистрация исполненного графика, определение Тс, Тх реализуется всегда центральным постом управления. Регулятор времени хода может быть на ЦПУ, или на СУ, или на ПУ. В зависимости от его расположения изменяется передаваемая информация между уровнями САВП.

Целью курсового проектирования является изучение принципов построения систем автоведения поездов, включая: выбор структурной схемы, распределение функций между уровнями, законы управления регуляторов времени хода, анализ качества управления с помощью имитационного моделирования.

Исходные данные Задание параметров перегона

Координата первого выключения тяговых двигателей: 155 м.

Координата второго включения тяговых двигателей: 900 м.

Тх — Тm (Тх) — закон управления по времени движения поезда в режиме тяги в зависимости от времени хода по перегону показывает, через какое время необходимо выключить тяговый двигатель.

В работе рассматривается два способа управления РВХ на перегоне с двумя включениями тяговых двигателей:

первый способ («S2»): Тт=Тт2=Твыкл.2-Твкл.2;

второй способ («S1+S2»): Тт=Тт1+Тт2=Твыкл.1+Твыкл.2-Твкл.2.

Функциональная схема централизованной системы автоведения поездов метрополитена с описанием работы Рисунок 1. Функциональная схема САВПМ По заданию, регулятор времени хода расположен на станционном устройстве. Тогда и управляющая функция будет расположена на станционном устройстве (СУ). Отметим, что система будет являться централизованной, так как некоторые управляющие функции расположены на центральном посту управления (ЦПУ).

После того, как поезд прибыл на станцию, с ПУ на ЦПУ передаются сигналы о прибытии поезда и о номере его маршрута. В то время, как происходит открытие дверей, ЦПУ рассчитывает время стоянки и после этого время хода по следующему перегону. Эта информация передается на СУ и в качестве команд на ПУ. После прохождения заданного времени стоянки происходит закрытие дверей поезда, и затем включение тяговых двигателей (за этим процессом следит РВХ на СУ, который после истечения времени стоянки передает сигнал на ПУ). В процессе движения происходит контроль времени движения поезда, и как только это время становится равным (или превышает) Тт для заданного времени хода, происходит выключение тяговых двигателей, и поезд переходит в режим выбега, который продолжается до второго включения тяговых двигателей, либо, после второго включения, до подхода к следующей станции. При подходе к ней начинается прицельное торможение. Затем процесс повторяется на следующей станции.

Временная диаграмма работы системы автоведения поездов на перегоне с двумя включениями тяговых двигателей

Блок-схема модели для исследования качества управления регулятора времени хода САВПМ на перегонах с двумя включениями тяговых двигателей Блок-схема модели: Блок-схема РВХ:

Описание алгоритма модели:

В модуле 1 задаются параметры перегона, выбранные студентом.

В модуле 2 задаются программные параметры движения поезда (загрузка вагона; напряжение и т. д.).

В модуле 3 приводится моделирование движения поезда по перегону для программных параметров движения, заданных в модуле 2, для пяти времен хода.

В модуле 4 после завершения моделирования движения поезда производится кусочно-линейная аппроксимация программных зависимостей законов управления регуляторов времени.

В модуле 5 производится моделирование движения поезда при исследуемых параметрах движения для пяти времен хода согласно модели.

В модуле 6 производится моделирование регулятора времени хода по заданному закону управления.

В модуле 7 определяются ошибки управления временем хода в связи с изменением основного сопротивления движению поезда.

Описание алгоритма регулятора:

В зависимости от числа включений тяговых двигателей на перегоне алгоритм регулятора времени хода изменяется (модуль 1). На перегоне с двумя включениями тяговых двигателей регулятор времени хода определяет момент первого выключения двигателей (модуль 2) и момент второго включения двигателей (модуль 3), сравнивая текущий путь с программными значениями.

В модуле 4 рассчитывается программное значение параметра управления регулятора времени хода для заданного времени хода по исследуемому закону управления.

В модуле 5 определяется текущее значение параметра управления регулятора на данном шаге, это или путь, или скорость, или текущее время в режиме второй тяги.

В модуле 6 сравнивается текущее значение параметра управления с программным значением. Если выполняется условие, то производится выключение тяговых двигателей.

Траектории движения поезда Пять траекторий движения поезда при программной загрузке вагона 9 т., напряжении 800 В, K=1.

1 способ Пять траекторий движения поезда при загрузке вагона 2 т., напряжении 800 В, K=1; для закона Тт (Тх).

Пять траекторий движения поезда при загрузке вагона 20 т., напряжении 800 В, K=1; для закона Тт (Тх).

2 способ Пять траекторий движения поезда при загрузке вагона 2 т., напряжении 800 В, K=1; для закона Тт (Тх).

Параметры движения поезда для пяти вариантов времени хода.

Пять траекторий движения поезда при загрузке вагона 20 т., напряжении 800 В, K=1; для закона Тт (Тх).

Параметры движения поезда для пяти вариантов времени хода.

Выводы При выполнении курсового проекта была разработана централизованная система автоведения поездов (ЦСАВП) с законом управления Тт (Tx), с размещением регулятора времени хода на станционном устройстве. Была разработана функциональная схема ЦСАВП с описанием работы. С помощью модели движения поезда были получены программная зависимость закона управления и построены графики этих зависимостей. По этой же программе были получены показатели качества управления временем хода (ошибки управления).

Так же были исследованы два способа управления регулятором времени хода.

Было показано, что для обоих способов, с увеличением загрузки вагона, ухудшаются показатели качества системы. Так же было показано, что второй способ управления даёт большую ошибку, чем первый. С этой точки зрения, первый способ эффективнее.

Однако, судя по данным и графикам, при малых загрузках и втором способе управления поезд доезжает до конца перегона быстрее, чем при первом. Аналогично, при больших загрузках вагона, но первом способе управления, поезд доезжает до конца перегона быстрее. С этой точки зрения, второй способ управления предпочтительнее при малых загрузках, а первый — при больших.

Список литературы

Микропроцессорные системы автоведения электроподвижного состава /Л. А. Баранов, Я. М. Головичер, Е. В. Ерофеев, В. М. Максимов. — М.: Транспорт, 2010. — 272 с. автоведение поезд перегон Системы автоведения поездов. Ерофеев Е. В. Методические указания к курсовому проекту. — М.: МИИТ, 2012. — 16 с.