机车踏面单元制动器的容积补偿控制及仿真研究

唐山学院智能与信息工程学院 成凤敏

针对踏面单元制动器的气密性进行容积补偿和模糊PID控制，运用MATLAB的Simulink模块对模糊PID控制器进行优化，并建立制动器数学模型，通过对踏面制动器制动过程的仿真分析和参数调整，使得系统的检测性能更加稳定。

伴随城市轨道交通的迅猛发展和高速列车速度的提高，对列车停车准确度的要求更加严格，因而对制动系统的响应也提出了更严标准。机车踏面单元制动器是车轮踏面制动的基础装置，以压缩空气为动力源，作为机车制动的终端实施装置，为机车的行驶提供了安全保障。本文首先对某公司踏面制动器实验台的气路控制进行了容积补偿改进，然后在MATLAB软件的Simulink模块中建立优化模糊PID仿真并分析测试结果，并为实际的制动控制提供一定理论依据。

1 系统气路的改进

1.1 踏面制动器试验台气路控制

制动器试验台控制部分有气动和电气控制两部分构成，用来操纵被测制动器的制动和缓解，调节并预先设置三种制动时压缩空气的压力，观察制动缸的气密性、闸瓦位置，并显示闸瓦位移量和制动力的数值。主要针对制动时的闸瓦压力、闸缸的密封性、闸瓦间隙的自动调节等性能进行测试。原试验台气路控制及测量如图1所示，压力表Y60ZT显示风源压力，三个气压调压器用于调定试验时的充风压力，包括低压、中压和高压充风。电磁阀（1DT、2DT、3DT、5DT、6DT、7DT）用于闸缸的充气、排气。

图1 原气路控制及测量原理图

1.2 气路改进及容积补偿装置原理

为了实现容积补偿的自动控制，在原气路控制及测量原理图中增加容积补偿装置，如图2所示。……