розділ 2) розроблено алгоритм функціонування блоків БПУ і РП,
який представлено у додатку Д.1. На основі цього алгоритму написана програма на
мові С, яка за допомогою спеціальних компіляторів мови С трансльована в
об’єктний код для мікроконтролерів PICmicro сімейства PIC 16FXXX (Додаток Д.1)
[61, 62, 63, 64].
Отриманий програмний код записується до пам’яті мікроконтролера за допомогою
комплексу MPLAB ICD 2. Запрограмований мікроконтролер PIC 16F877 готовий до
експерименту.
Метою експерименту є відпрацювання розробленої програми функціонування блоків
БПУ і РП (схема рис. 3.4) на реальному обладнані. Результат експерименту –
сформована запропонованим програмно-апаратним комплексом гальмівна
характеристика в залежності від заданих початкових умов. Отримана
характеристика (табл. 3.1) порівнюється з теоретичними розрахунками проведеними
для тих же умов в пакеті прикладних програм MatchCAD 2001 Pro (табл. 3.1).
Початкові умови:
Початкова швидкість гальмування 100 км/год
Кінцева швидкість гальмування 75 км/год
Час гальмування за графіком 98,7 с
Довжина ділянки гальмування 2,4 км
Середня величина ухилу 4 ‰
Маса поїзда 2684 т
Таблиця 3.1
Результат відпрацювання блоків БПУ і РП та порівняння його з
теоретичними розрахунками
п/п
Швидкість руху (), км/год
Гальмівна сила (), кН
п/п
Швидкість руху (), км/год
Гальмівна сила (), кН
PIC 16F877
Розрахунок MathCAD
PIC 16F877
Розрахунок MathCAD
100
227,58
227,462
0,05
26
87,408
236,82
236,741
0,03
99,504
227,97
227,853
0,05
27
86,904
237,19
237,09
0,04
99
228,4
228,242
0,07
28
86,4
237,6
237,438
0,07
98,496
228,74
228,63
0,05
29
85,896
237,79
237,785
0,00
97,992
229,14
229,016
0,05
30
85,392
238,23
238,129
0,04
97,488
229,49
229,4
0,04
31
84,888
238,52
238,472
0,02
96,984
229,83
229,783
0,02
32
84,384
238,96
238,814
0,06
96,48
230,28
230,164
0,05
33
83,88
239,28
239,154
0,05
95,976
230,6
230,543
0,02
34
83,376
239,55
239,492
0,02
10
95,472
231
230,921
0,03
35
82,872
239,94
239,828
0,05
11
94,968
231,38
231,297
0,04
36
82,368
240,22
240,163
0,02
12
94,464
231,72
231,672
0,02
37
81,864
240,59
240,496
0,04
13
93,96
232,18
232,044
0,06
38
81,36
240,97
240,828
0,06
14
93,456
232,57
232,416
0,07
39
80,856
241,31
241,157
0,06
15
92,952
232,81
232,785
0,01
40
80,352
241,55
241,486
0,03
16
92,448
233,25
233,153
0,04
41
79,848
241,88
241,812
0,03
17
91,944
233,73
233,519
0,09
42
79,344
242,3
242,137
0,07
18
91,44
233,93
233,884
0,02
43
78,84
242,51
242,46
0,02
19
90,936
234,39
234,247
0,06
44
78,336
242,86
242,782
0,03
20
90,432
234,77
234,608
0,07
45
77,832
243,26
243,102
0,06
21
89,928
235,11
234,967
0,06
46
77,328
243,52
243,42
0,04
22
89,424
235,41
235,325
0,04
47
76,824
243,79
243,736
0,02
23
88,92
235,73
235,682
0,02
48
76,32
244,2
244,051
0,06
24
88,416
236,22
236,036
0,08
49
75,816
244,44
244,365
0,03
25
87,912
236,61
236,389
0,09
50
75,312
244,69
244,676
0,01
У відповідності з програмою наступне значення гальмівної сили розраховується в
разі коли швидкість руху поїзда зменшилась на =0,5 км/год. Величина вибирається
із міркувань якості процесу регулювання, а також потрібною точністю.
По даним табл. 3.1 можна зробити наступний висновок, що блоки БПУ і РП виконані
на мікроконтролері PIC 16F877 відпрацьовують заданий алгоритм і результат є
високоточним, так експериментальні та аналітичні розрахунки різняться не більше
ніж на 0,1%.
Математична модель системи автоматичного керування рекуперативним гальмуванням
В реальних умовах експлуатації система автоматичного керування рекуперативним
гальмуванням піддається різним збуренням під дією яких в системі виникають
динамічні процеси. Для їх дослідження пропонується розробити математичну модель
системи автоматичного керування рекуперативним гальмуванням в поєднанні з
силовою частиною, тобто систему диференціальних рівнянь, що описують роботу
тягових електродвигунів та системи керування ними в режимі рекуперативного
гальмування [65, 66, 67].
Параметри елементів математичної моделі визначимо за умови, що момент інерції
поїзда, приведений до вала одного тягового двигуна. В цьому випадку момент
інерції при передатному відношенні головної передачі і заданій масі поїзда
визначається за розрахунковою схемою (дивись рис. 3.7) і з урахуванням [68]
як:
, (3.9)
де - момент інерції якоря тягового двигуна, кг·м2;
- момент інерції шестерні редуктора, кг·м2;
- момент інерції зубчатого колеса редуктора, кг·м2;
- момент інерції колісної пари, кг·м2;
- маса поїзда, кг;
- радіус приведення, м;
- кутова швидкість обертання вала тягового двигуна, с-1;
- кількість осей електровоза.
Рушійний момент, що виникає на ухилі , приведений до вала одного тягового
двигуна, при вибігові поїзда з урахуванням [1, 51] може бути записаний у
вигляді:
(3.10)
В відповідності з розрахунковою схемою (рис. 3.7) [69]:
, (3.11)
де - гальмівний електромагнітний момент двигуна під час рекуперації;
Характеристика блока РСЯ в головному колі регулювання (рис. 3.4) повинна
забезпечувати зменшення рівня сигналу на виході при різкому збільшені величини
неузгодженості між сигналом розрахованого струму рекуперації і сигналом
пропорційним дійсному струму якоря . Така характеристика може бути описана
алгебраїчним рівнянням:
, (3.12)
де - максимальне значення сигналу на виході блоку РСЯ;
- постійний коефіцієнт передачі РСЯ;
- сигнал пропорційний струму якоря, який задається блоком ЗСЯ і визначається за
виразом (3.3).
Для забезпечення коригування струму збудження у випадку перевищення ним
- Київ+380960830922