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        司控器模擬值超差問題分析

        2017-09-22 18:34:09楊致琛
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2017年28期
        關(guān)鍵詞:信號(hào)分析

        楊致琛

        摘 要:文章介紹了廣州地鐵車輛司控器在實(shí)際運(yùn)用中出現(xiàn)的模擬值不準(zhǔn)的情況,通過對(duì)改進(jìn)電路分析從而提供更優(yōu)化的解決方案,從根本上調(diào)查司控器在輸入模擬值由于輸入電壓和AX識(shí)別范圍問題導(dǎo)致的牽引制動(dòng)值超差,無法實(shí)行正常牽引的問題,為后續(xù)改進(jìn)提供相應(yīng)的指導(dǎo)意見。文章詳細(xì)分析了司控器的原理和相應(yīng)調(diào)查分析過程。

        關(guān)鍵詞:地鐵;司控器;電壓

        中圖分類號(hào):TJ430.3+8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):2095-2945(2017)28-0166-02

        前言

        地鐵列車的司控器是由車輛控制系統(tǒng)通過AX提供內(nèi)部15V電源經(jīng)司控器內(nèi)部的電阻和滑動(dòng)變阻器的變化,從而使輸出端的電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)發(fā)生變化,再由AX對(duì)輸入端的電壓通過相應(yīng)的比例進(jìn)行轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的牽制制動(dòng)模擬值反饋給車輛控制系統(tǒng),最后通過車輛控制系統(tǒng)經(jīng)車輛控制總線將牽制制動(dòng)信號(hào)輸出給相應(yīng)的系統(tǒng),達(dá)到對(duì)列車的牽引和制動(dòng)進(jìn)行控制的目的。在廣州地鐵車輛試驗(yàn)的初期因司控器輸入電壓的范圍超差問題導(dǎo)致了車輛控制系統(tǒng)無法識(shí)別輸入牽引制動(dòng)信號(hào),從而無法實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。為了解決該問題,我們對(duì)這個(gè)系統(tǒng)中的司控器進(jìn)行了分析,從而最終解決這個(gè)問題。司控器是地鐵車輛在人工駕駛模式下對(duì)車輛進(jìn)行牽引制動(dòng)的唯一方法,對(duì)車輛的牽制和制動(dòng)指令的輸出信號(hào)就是由司控器輸出給AX的信號(hào)決定的,因此,司控器輸出的信號(hào)質(zhì)量決定了司機(jī)對(duì)車輛的牽引和制動(dòng)的控制功能能否實(shí)現(xiàn)和控制的精度。

        1 車輛牽引制動(dòng)指令原理簡(jiǎn)介

        在車輛控制系統(tǒng)沒有故障的情況下,車輛控制系統(tǒng)可通過兩種方式接收到牽引和制動(dòng)的模擬信號(hào),分別為人工駕駛模式下通過司控器的輸入信號(hào)和通過ATO設(shè)備直接輸入的模擬信號(hào)。圖1中的04A06為ATO設(shè)備,通過21701和21706兩根線給04A14(AX)提供模擬信號(hào),02A01為本文介紹的司控器,通過04A14的X04插的D02提供15V的電源,經(jīng)內(nèi)部電阻分壓輸出到X04插的B06給AX提供模擬號(hào)。

        2 司控器原理介紹和分析

        為解決司控器輸出信號(hào)在零位和最大位置超差問題,對(duì)司控器內(nèi)部原理的分析,具體分析如下:

        如圖所示廣州司控器原來和電源連接的電阻為阻值R1=273.7ohm,和地連接的電阻阻值為R2=27.4 ohm,滑線變阻器阻值為R=1043 ohm,因此可利用公式計(jì)算出司控器手柄在零位和最大位置的輸出電壓值。

        司控器在零位(惰行位):U=(R2/(R1+R/2+R2))*15

        司控器在最大位(最大牽引或制動(dòng)位):U=((R2+R/2)/(R1+R/2+R2))*15

        2.1 R1=273.7 R2=27.4 R=1043

        (1)當(dāng)司控器在零位時(shí)

        U1=0.5V

        (2)司控器在最大位(最大牽引或制動(dòng)位)時(shí)

        U2=10.01V

        此可以看出當(dāng)牽引或制動(dòng)變化1%時(shí)的對(duì)應(yīng)司控器輸出電壓值變化量:

        U=(U2-U1)/100=0.095V

        也就是說當(dāng)輸出電壓大于10.095V時(shí)即超出了100%范圍軟件就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

        2.2 R1=659±1% R2=295±1% R=1043

        (1)當(dāng)司控器在零位時(shí)

        U1=3V

        (2)司控器在最大位(最大牽引或制動(dòng)位)時(shí)

        U2=8.3V

        由此可以看出當(dāng)牽引或制動(dòng)變化1%時(shí)的對(duì)應(yīng)司控器輸出電壓值變化量:

        U=(U2-U1)/100=0.053V

        也就是說當(dāng)輸出電壓大于8.353V時(shí)即超出了100%范圍軟件就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

        而目前我們使用的AX模塊提供給司控器的電源是15V±5%(14.25V-15.75V)

        a.在R1=273.7 R2=27.4 R=1043條件下:

        司控器在最大位(最大牽引或制動(dòng)位)時(shí)輸出電壓范圍根據(jù)公式U=((R2+R/2)/(R1+R/2+R2))*14.25=9.51v

        U=((R2+R/2)/(R1+R/2+R2))*15.75 =10.51v

        均超出5%。

        當(dāng)司控器在零位時(shí)輸出電壓范圍根據(jù)公式

        U=(R2/(R1+R/2+R2))*14.25=0.48v

        U=(R2/(R1+R/2+R2))*15.75=0.53v

        沒有超出1%。

        b.在R1=659±1% R2=295±1% R=1043條件下:

        司控器在最大位(最大牽引或制動(dòng)位)時(shí)輸出電壓范圍根據(jù)公式

        U=((R2+R/2)/(R1+R/2+R2))*14.25=7.89v

        U=((R2+R/2)/(R1+R/2+R2))*15.75=8.72v

        均超出6%。

        當(dāng)司控器在零位時(shí)輸出電壓范圍根據(jù)公式

        U=(R2/(R1+R/2+R2))*14.25=2.85v

        U=(R2/(R1+R/2+R2))*15.75=3.15v

        均超出3%。

        3 結(jié)束語

        經(jīng)過對(duì)司控器原理的分析,我們發(fā)現(xiàn)如果所有參數(shù)都在最大公差范圍,可能導(dǎo)致牽制制動(dòng)指令值超差,通過更改相應(yīng)的參考值,最終解決了這個(gè)問題。

        參考文獻(xiàn):

        [1]IEC 61375.廣州地鐵原理圖.

        [2]AX模塊說明3EST11148.廣州地鐵試驗(yàn)大綱.endprint

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