1、畢業(yè)設計（論文）中文題目： 編組站推峰機車無線遙控系統(tǒng) 學習中心（函授站）： 哈爾濱鐵路局函授站 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 姓 名： 劉金濤 學 號： 12617978 指導教師： 張巖 北京交通大學遠程與繼續(xù)教育學院2021年6月中文摘要編組站推峰機車推峰速度的控制是編組站駝峰自動化的重要環(huán) 節(jié)，現(xiàn)行的控制方法是由司機根據(jù)主體信號進行手動控制。但在大型 的編組站具有多條推送線的情況下釆取手動控制，難以很好的實現(xiàn)多條推送線之間協(xié)調運作，不適應大型編組站貨物流量較大和解編效率 要求較高的特點，再加上編組站不良環(huán)境的影響，使得手動控制也存 在著一些安全隱患。本文在研究無線遙控的基礎上，應用經典

2、的閉環(huán)控制和pid控制理論建立了控制推峰機車推峰速度的調速模型，并引入了新的定位模 塊，提高了推峰機車控制系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。本文還介紹了利用 測試電路對系統(tǒng)硬件的輸入輸出功能進行了功ig仿真。此項無線遙控 機車技術在信號防護、列車控制、重載運輸?shù)确矫婢哂袕V闊的應用前景。關鍵詞 編組站 推峰機車 無線遙控 低恒速 新定位技術 abstract:the automatic control for humping speed in marshalling station is an important sector of marshalling stations automation. the

3、current way of control depends on drivers manual control ordered by main signal. but the manual control cant accomplish the coordinating among the tracks of hump in some large marshalling stations, which have a great amount of goods and high efficiencys demand of marshalling. otherwise, bad weather

4、makes the manual control exist some problems of security in marshalling station.based on the research of radio remote control, this paper establishes a speed model by using the theories of classical closed-loop control and pid control the new location technology is introduced into this model that pr

5、omotes the systems security and credibility. and this paper also introduces the simulation of system input and output function. this radio remote control technology has broadness foreground in application of signal protection, trains control, railway heavy haul traffic and etc.keywords: marshalling

6、station, humping train, radio remote control,low-constant speed,new location technology目 錄前言.9第一章 概述.10第一節(jié) 編組站簡介 10第二節(jié) 編織站自動化的作用 .11第三節(jié) 國內外發(fā)展概況 11第二章 系統(tǒng)介紹14第一節(jié) 系統(tǒng)功能 14第二節(jié) 技術方案 16第三節(jié) 技術指示 17第三章 系統(tǒng)工作原理19第四章 建模方式20第一節(jié) 相關知識介紹20第二節(jié) 建模過程，流程推導，公式推導30第三節(jié) 軟件流程 37第五章 系統(tǒng)架構42第一節(jié) 車載部分43第二節(jié) 地面部分45第三節(jié) 模擬電路47第六章 系統(tǒng)

7、應用前景50附錄 55參考文獻59前言：鐵路貨物運輸以其運送能力強、運程遠、運價低，連續(xù)作業(yè)等特點，成為當今世界上貨物運輸?shù)闹匾绞?。尤其在我國，由于幅員遼闊，地形復雜，人口眾多，生產力還不是很發(fā)達，使得鐵路運輸在國民經濟中的地位尤其突出。編組站是鐵路運輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，在編組站進行大量的調車作業(yè)。提高編組站調車作業(yè)的質量和效率，對整個鐵路網(wǎng)的通過能力、改編能力、作業(yè)安全等都起著重要作用隨著流通領域的開放、改革和國民經濟的飛速發(fā)展，作為國民經濟命脈的鐵路運輸也呈現(xiàn)前所未有的繁忙景象。各大編組場，特別是像鄭州北這樣的樞紐編組場均達超飽和狀態(tài)，在這種情況下，如何運用現(xiàn)有站場設備，提高站場通過能力，增加

8、站場的解編能力，使鐵路運輸暢行無阻，是我們應著重解決的問題。而在駝峰編解作業(yè)中，推峰機車的作業(yè)是一個重要環(huán)節(jié)。若能使機車根據(jù)溜放作業(yè)狀況來選擇最佳的推峰速度，即實現(xiàn)變速推送，同時使預推作業(yè)的停車點盡可能接近峰頂，縮短進入主推的運行時間，則能大大提高駝峰解體效率縮短車體在峰頂上的滯留時間，要實現(xiàn)這一目標，就要在機車上加裝無線遙控系統(tǒng)，使站場工作人員根據(jù)站場實際狀態(tài)與車流狀態(tài)通過無線電臺來指揮推峰機車的工作，使其在確保安全與滿足站場要求的前提下，能發(fā)揮出較髙的工作效益。我國第一個應用推峰機車無線遙控系統(tǒng)的站場是北京的豐西編組場，在近二十年的時間里經過三代人的努力，推峰機車遙控系統(tǒng)，從全硬件邏輯電路

9、控制到微計算機控制，從音頻編碼發(fā)展到數(shù)字編碼，不斷地得到改進與發(fā)展，鄭州北樞紐編組場所使用 的全計算機制式的推峰機車無線遙控系統(tǒng)的研制成功，使我們在這一領域中又前進了一大步，為我國駝峰自動化做出了巨大貢獻。在電子數(shù)字信息高度發(fā)展的今天，電子技術日新月異，對駝峰自動化系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性、可維護性以及建設維護費用等方面有了更高的要求，并逐步要求完善自動化駝峰的數(shù)字化與信息化。近年來，嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制方面得到越來越廣泛的應用和發(fā)展，使得控制系統(tǒng)的功能不斷強大，并可以利用高級語言對 控制程序進行編制和調試,提高了系統(tǒng)設計的靈活性與可擴充性另外，現(xiàn)代計算機控制理論也不斷應用于工業(yè)控制領域，成為當今的

10、工業(yè)控制與計算機緊密的結合起來。本文將結合原先的經典閉環(huán)控制理論和pid控制理論，在推峰機車實際動力機構的基礎上建立推峰機車以低恒速推峰的調速模型。第一章概述第一節(jié)編組站簡介編組站是鐵路網(wǎng)上辦理貨物列車解體，編組作業(yè)，并為此設 有比較完善的調車設備的車站。其主要設備有到發(fā)線(場）、調車 線(場）、駝峰、牽出線以及機務段和車輛段等。編組站按其在鐵路網(wǎng)上所起的作用可分為路網(wǎng)性、區(qū)域性和 地方性等類別：按采用的調車設備類型可分為自動化、機械化和 非機械化等類別；按其調車設備的設置和數(shù)量可分為單向編組站 (上、下行方向共享一套調車設備)和雙向編組站(上、下行方向各 設一套調車設備)：按每套調車設備主要

11、車場的相互位置又可分為 橫列式布置(到發(fā)場與調車場并列布置)、縱列式布置(到達場、調 車場、出發(fā)場順序縱列布置)和混合式布置(到達場和調車場縱列 布置，出發(fā)場和調車場并列布置)等類別。編組站的主要布置圖形有單向橫列式、單向混合式、單向縱 列式和雙向縱列式。編組站的主要任務是根據(jù)列車編組計劃的要求，大量辦理各 種貨物列車的解體和編組作業(yè)，并且按照運行圖規(guī)定的時刻正點 接發(fā)車。在鐵路上，編組站是鐵路運輸?shù)闹匾a基地，大量裝載貨 物的重車和卸貨回送的空車，在這里匯集后被編成各種列車開往 各自的目的地-從這個意義上講，編組站實際上是一個編組列車 的工廠在鐵路的各種車站中，編組站擁有的技術設備較多，作

12、業(yè)量 大，作業(yè)過程也比較復雜，車輛在站的停留時間也較長。這些， 都直接影響到運輸生產指標的好壞。因此，編組站在路網(wǎng)上的布 局是否合理，編組站的工作組織，技術設備是否完善與先進，對 于加速機車車輛周轉，完成貨物運輸任務，降低運輸成本都有重 要作用。因此，鐵路必須十分重視編組站的建設和發(fā)展，積極促進編 組站設備和作業(yè)的逐步現(xiàn)代化。第二節(jié)編組站自動化的作用 1.到達場 2.編組場 3.出發(fā)及通過車場 4.與車輛段聯(lián)合布置的機務段配置方案 5.車輛段 6.機務段 7.駝峰 8.整備設備/無線遙控系統(tǒng)采用了計算機控制機車，使系統(tǒng)工作于既能控制機車工作，又能監(jiān)視機車的工作狀態(tài)，這在我國還是首創(chuàng)。不僅應用在

13、自動化駝峰，在半自動化駝峰也同樣發(fā)揮其作用，在現(xiàn)場的應用中，不僅明顯的提髙了解體效率，也減輕了司機的工作強度，因此，很受車站、司機的歡迎，該系統(tǒng)在推廣應用中，不斷的進行向更完善的方向改進，目前已形成系列產品。最新型的 t*y3型無線機車遙控系統(tǒng)在結構、性能方向，均有較大的提高。第三節(jié)國內外發(fā)展概況推峰機車遙控系統(tǒng)是編組站自動化系統(tǒng)的重要組成部分之一，工業(yè)發(fā)達國家均很重視此項技術的研究及應用。目前，在美國，日本，德國，法國，加拿大及原蘇聯(lián)等主要工業(yè)國家的主要編組站均使用了此項技術- 1：國外情況美國是較早應用該項技術的國家之一。目前在自動化的編組 站中均使用推峰機車遙控系統(tǒng)。在美國，生產推峰機車

14、遙控設備 的公司主要有兩家，一家是美國聯(lián)合道岔信號公司（umion switch&signal division),家是通用鐵路信號公司（general railway signal company)而目前，由于市場飽和，只有美國聯(lián) 合道岔信號公司提供的20世紀70年代定性的產品。該種產品使 用無線遙控方式，控制命令是采用調制編碼，可以控制駝峰的4 臺推峰機車工作，控制對象的選擇是由值班員人工選取。機車推 峰速度控制在1 一5km/h范圍內變動。機車工作情況不反饋給值班 員。該系統(tǒng)主要是配合美國生產的調車機車使用。若與其他系統(tǒng) 構成編組站自動化系統(tǒng)時必須增加其他設備配合使用。系統(tǒng)是由分離器件及

15、集成電路組成，未采用計算機技術。在日本，從20世紀60年代就開始研制及應用推峰機車遙控 系統(tǒng)，它使用的系統(tǒng)在制式上與美國有相近的地方，成為slc的無線遙控系統(tǒng)，使用電碼傳送方式，可呼叫4臺工作機車，由值班員或計算機選擇工作機車并發(fā)送控制指令，同樣沒有機車工作 信息的反饋裝置，系統(tǒng)也是由分離器件及集成電路組成。在加拿大，以引進美國技術為主，也在自動化編組站應用機車遙控系統(tǒng)，而在近年新建的自動化編組站上，推峰機車遙控系統(tǒng)有了新的發(fā)展，開始應用微處理機技術。在西歐，近年來，在自動化編組站廣泛的使用推峰無線機車遙控技術，并且在技術水平上有了進一步的發(fā)展。如在德國馬勝 (maschen)自動化編組站釆用

16、的推峰機車遙控系統(tǒng)，己應用20世 紀80年代的計算機技術，將微處理機應用在機車控制中，并具有 自控功能，是目前國際上較先進的技術方案。在原蘇聯(lián)，據(jù)資料介紹是釆用中頻感應方式(40khzw調頻信 號)的推峰機車遙控系統(tǒng),需要在整個到達場鋪設電纜作為命令的 傳輸通道。從國外的情況看，絕大部分國家均采用無線遙控方式。認為此種方式運營費用最小，而且工作靈活，施工方便（在站場中鋪 設電纜少，工程量最少)，各個國家均根據(jù)本身的具體運營條件提 出各自認為最合理的方案。而且今年，隨著技術的進一步發(fā)展， 國際上己將遙控技術及計算機技術相結合，是推峰機車無線遙控 系統(tǒng)有了新的發(fā)展。在國際上認為，應用推峰機車遙控系

17、統(tǒng)將能 使編組站的解體效率提高10%左右。若采用推峰機車自動控制系 統(tǒng)，可使編組站解體效率提高15%左右但是，目前國外使用的方式均需值班員選擇推峰機車進行工作，只有部分于計算機接口 的可以通過計算機進行選擇，需要通過人為措施保證推峰作業(yè)的 安全。機車均為反饋信息給值班員，值班員在推峰作業(yè)過程中必 須通過其他途徑了解推峰機車工作情況，這與我國編組站作業(yè)的 要求有一定的差距。2：國內情況我國在推峰機車遙控技術要就方面起步較晚，從1976年開始 進行研制。在研制工作中可以分為兩個階段：第一階段為 19761984,第二階段為1986年至目前。在第一階段主要是根據(jù) 我國編組站的工作特點，對推峰機車遙控

18、系統(tǒng)的工作基本方案， 機車遙控系統(tǒng)對提高編組站解體效率的作用以及設備的研制進行 了大量的工作，結合我國編組站的特點，研制適合我國國情的遙 控設備打下了基礎。到目前為止，我國研制出的新型推峰機車遙 控系統(tǒng)均是上述方案基礎上發(fā)展完善。我國的第一代產品是根據(jù) 我國當時的電子工業(yè)水平，應用分離器件及中小規(guī)模集成電路組 成。系統(tǒng)的全部功能釆用邏輯電路實現(xiàn)，這與國外20世紀70年 代的同類技術水平相當。其主要功能如下；(1) 在預推作業(yè)時，可以實現(xiàn)定速推送及定距離停車。(2) 在主推作業(yè)時，是按駝峰信號條件給出 skm/h, 7km/h, lokm/h三種推峰速度及迂回線送車，后 退，停車等控制功能，為信

19、號顯示帶冒控制的方式。根據(jù)我國編組站作業(yè)特點：作業(yè)量大，有的站場大車組較 多，推峰速度高，推峰速度要求變化較大的特點，在系統(tǒng)的設計 思路及系統(tǒng)功能上要比國外設計考慮更多的安全防護條件。為此, 在如下兩方面作了特殊考慮：(1) 方案設計了對象選擇設備,推峰機車不需值班員確定， 而是通過辦理推峰進路自動選出推峰機車。保證在任 何時候機車也不會錯誤工作。系統(tǒng)的工作是與地面信 號設備及車列的推峰進路具有連鎖功能，是值班員控 車手續(xù)簡便，并能安全的辦理推峰作業(yè)。(2) 為了能使值班員了解推峰機車的工作狀態(tài)，確認推峰 機車工作正確，在推峰機車工作時，可通過無線通道 將機車收到的控制指令及機車的實際的推峰速

20、度顯示 在駝峰值班員控制臺上，使值班員能更好的了解機車 作業(yè)全過程，更好的掌握推峰速度。在第一代遙控系統(tǒng)研制期間，研究人員與現(xiàn)場運用人員共同 對遙控系統(tǒng)的實際運用進行了測試，證明了在編組站應用遙控系 統(tǒng)控制機車進行推峰作業(yè)，明顯的提高了解體效率，通過我國第 一代推峰機車遙控系統(tǒng)的研制與應用，使大家認識了它在提高解 編效率上所起的作用。但是，自1986年開始，我國開始使用新型調車機車（東風7 型)，而且編組站自動化控制技術又有了新的發(fā)展。原有的推峰機 車遙控系統(tǒng)在功能擴展及工作靈活性等方面受到了限制，因此， 在原有系統(tǒng)功能基礎上研制新的推峰機車遙控系統(tǒng)以適應新型推 峰機車工作要求及自動化控制技術

21、的發(fā)展是很必要的。為此，我國從1986年開始開展了新型推峰機車遙控的研究工作。從20世紀80年代開始，微機技術飛速發(fā)展，應用的領域不 斷擴大。由于我國執(zhí)行了對外開放及經濟改革政策，引進了國外 先進的計算機技術，是國內的計算機工業(yè)有了很大發(fā)展。現(xiàn)在國 內以能生產出性能優(yōu)越的工業(yè)控制微機，它們可以應用與機載及 車載條件，在較惡劣的條件下能穩(wěn)定可靠工作，并且性能價格比 也日趨合理。因此，研制采用微機控制的機車遙控系統(tǒng)己有可能- 同時，作為“七五”國家重點攻關科研工程的鄭州北站上行場自 動化工程，要求釆用國內或國際的新技術。在這樣的條件下，從 1986年開始，結合鄭州北站上行場工程及東風7型內燃機車開

22、展 了釆用工業(yè)控制微機技術的駝峰機車無線遙控技術的研究工作， 并在1989年完成了全部研制及試運營工作-通過了國家級的技術 鑒定。90年代以來，數(shù)字電子技術和計算機控制技術又有了長足的 發(fā)展，為了適應新時期對編組站自動化控制系統(tǒng)的功能的可擴充 性和安全穩(wěn)定性的要求，我國又準備研制新定位系統(tǒng)的機車無線 遙控系統(tǒng)，該項系統(tǒng)采用新型的點式應答器和gps技術，并在原 有系統(tǒng)硬件的基礎上進行了相應的改進，能提髙系統(tǒng)設備運行的 穩(wěn)定性，節(jié)省施工建設成本和后期維護費用。第二章系統(tǒng)介紹第一節(jié)系統(tǒng)功能推峰機車無線遙控系統(tǒng)主要用于駝峰場對推峰機車實行推送 速度控制。其工作范圍是從推峰機車與到達場之間進行解體作業(yè)

23、的列車連掛后開始,直至列車解體完畢為止的整個推送作業(yè)過程。 包括列車解體過程的預先推送作業(yè)及主推作業(yè)。系統(tǒng)在推送解體 過程中有如下功能：(1) 定速度控制：在預先推送過程中，機車遙控的預先 推送命令可使機車自動起動、加速，并保持一個固 定的速度運行。在系統(tǒng)中，可根據(jù)預推作業(yè)的要求 確定其推送速度，先分為快推送和慢推送兩個等級。 當前快推送為10km/h,慢推送為skm/k(2) 定距離停車控制：為了保證車載預先推送作業(yè)中較 準確、安全的停在要求的停車位置，設置了定距離 停車控制功能-在具有雙推送線的駝峰場，要求列 車停在峰頂信號機前方。在具有四推送線的駝峰場, 根據(jù)電氣集中電路要求，列車停在四

24、條推送線的內 方。在列車進入預推停車控制區(qū)段時，機車上的遙 控設備自動記錄機車走行距離，并按照設計的停車 曲線自動減速在制定的距離（在四推送線駝峰場 列車進入推送線不超過40米，在雙推送線駝峰場列 車進入峰頂，距峰頂信號機50米10米）停車。(3) 停車控制：在主推作業(yè)或預先推送作業(yè)時，機車受 到停車控制命令或控制命令傳送發(fā)生中斷超過規(guī)定 時間，遙控系統(tǒng)均使機車制動停車。(4) 變速度控制：在主推作業(yè)時，為提高解體效率，要 求實現(xiàn)變速溜放。即值班員可根據(jù)解體作業(yè)的要求, 隨時要求機車改變推峰速度。在本系統(tǒng)中，值班員 可以通過控制臺上的控制速度按鈕給出八種主推送 控制速度，給定的控制速度數(shù)值可根

25、據(jù)站場作業(yè)的 要求進行調整。鄭州北站上行場規(guī)定為：12km/h、 10km/h、7km/h、5km/h、3km/h；禁溜線送車時規(guī) 定為：5km/h、3km/h兩種速度：在機車后退作業(yè)時， 車速不大于7km/h。值班員還可以通過控制臺的控 制按鈕同時發(fā)送控制命令及開放駝峰信號。(5) 機車啟動時，若機車啟動困難，能自動停車、轉換 方向，使列車自動后退一定距離后再重新起車。(6) 機車在調速控制時，可以模擬司機提升或降低控制 器手柄。不同機車類型選用相應的接口電路以適應 其工作性能，無需改變整機即可適用于現(xiàn)有的各種 內燃調車機車車型。(7) 在調速及停車過程中，能實現(xiàn)七個等級的壓力自保 制動，最

26、大的制動力可根據(jù)工作需要進行調整。目 前在鄭州北站的東風7型內燃調車機車上使用了四個等級的壓力自保制動。其制動壓力分別調整在以 一級制動為0.6kgf/cm2左右、二級制動為 l.okgf/cm2左右、三級制動為1.8kgf/cm2左右、四 級制動為2. 5 kgficm1左右，能實現(xiàn)主級制動及逐級 緩解，其制動及緩解時間符合使用要求。(8) 機車由前進變后退或由后退變前進，均首先實行停 車控制。只有在停車狀態(tài)下才能改變換行方向-(9) 在司機室設有控制命令及遙控設備工作顯示器，為 司機監(jiān)視車上的系統(tǒng)工作過程提供依據(jù)。顯示器顯 示的內容有：地面發(fā)送的控制命令內容，機車實際 走行速度、預先推送作

27、業(yè)過程中的定距離停車顯示、 機車前進或后退表示、調速控制擋位的變化情況及 制動壓力等級顯示等內容。(10) 在值班室控制臺及機房設備上均設有機車工作回執(zhí) 表示信息顯示，一旦設備發(fā)生故障均能使值班員及 機房維修人員及時發(fā)現(xiàn)。(11) 系統(tǒng)與推送線、到達場及編組站的信號聯(lián)鎖，保證 遙控命令的發(fā)送及接收與駝峰信號及駝峰輔助信號 相符合(12) 推峰作業(yè)過程中，系統(tǒng)可對作業(yè)進行監(jiān)控并對系統(tǒng) 工作的重要信息進行記錄及保存。在作業(yè)過程中， 機車設備可以不斷向地面送回推峰機車的作業(yè)工 況。在駝峰信號樓控制臺上有遙控工作顯示，包括 機車是否使用遙控、使用遙控后的實際推峰速度、 推峰作業(yè)的股道及推送線等，使值班

28、員了解遙控設 備的工作全過程。對上述信息進行存盤保存，一旦 推峰作業(yè)發(fā)生故障時，可根據(jù)存盤數(shù)據(jù)分析。同時, 地面設備及機車設備均有必要的故障報警功能。第二節(jié)技術方案推峰機車遙控系統(tǒng)在功能上由三部分組成。即遙控對象選擇 設備：控制命令發(fā)送及檢測信息接收設備；機車控制設備。由遙控對象選擇設備來確定遙控哪條股道上的機車來進行推 峰作業(yè)，可以釆用由每條股道入口處的股道號發(fā)送箱送出股道代 碼信息，機車通過機車股道號接收裝置接收股道代碼，從而進行 股道號識別，另外也可采用在機車經過的股道入口處及出口處安 裝無源點式應答器，由點式應答器發(fā)送股道代碼信息，再由機車 上的感應器接收，實現(xiàn)定位操作?？刂泼畎l(fā)送設

29、備由地面主機和天線組成，負責發(fā)送包括股 道選擇編碼和命令控制編碼在內的機車遙控信息，接收由機車發(fā) 回的回執(zhí)信息，對遙控信息和回執(zhí)信息進行記錄比較，如出現(xiàn)問 題可及時報警，地面主機釆用雙機熱備，可以在發(fā)生故障時自動 切換。機車控制設備由車載主機、車載感應器、電臺天線組成。車 載主機接收由地面發(fā)送的控制信息并控制機車進行實際的推峰作 業(yè)，通過車載感應器釆集的數(shù)據(jù)來調控機車的走行速度，在司機 顯示器上顯示各種遙控命令信息和機車實際走行狀態(tài)，不斷向地 面設備發(fā)送回執(zhí)信息。第三節(jié)技術指標系統(tǒng)控制指標：(1) 無線遙控距離多2500m(2) 地面控制駝峰機車推峰速度的變化范圍為04.167m/s(每 變化

30、0.278m/s為一個控制等級x(3) 駝峰機車推峰速度精度：90%以上速度誤差小于 土 0.278m/s。(4) 系統(tǒng)可同時控制四臺推峰機車進行作業(yè)。(5) 系統(tǒng)可根據(jù)不同編組站的要求，實現(xiàn)四推雙溜作業(yè)方式、 雙推雙溜作業(yè)方式以及雙推單溜作業(yè)方式。(6) 遙控系統(tǒng)上的車載設備可根據(jù)遙控命令，應能夠完成機車 的自動起動、速度自動調整、后退、制動、停車與自動鳴 笛等一系列功能。并可靠的實現(xiàn)司機手動操縱與計算機控 制操縱的相互轉換。(7) 推送作業(yè)啟動困難時，車上設備可停車，按r的繞組稱為長距繞組。常用的是整距和短距繞組。(四）槽距角a相鄰槽之間的電角度叫槽距角a。由于定子槽在定子內周上,是均勻分

31、布的。如q,為定子槽數(shù)，p為極對數(shù)，則槽距角/7-360 a = (五）每極每相槽數(shù)q每一個極下每相繞組所占的槽數(shù)，成為每極每相槽數(shù)，用符 號q表示，2 pm式中m相數(shù)。 三相交流同步發(fā)電機：同步機是一種交流電機，其特點是在穩(wěn)定運行時，其轉速n與定子電流的頻率/有著嚴格不變的關系，即：w =p磁極在定子中逆時針轉動，使在靠近鐵心內表面的槽里的導 體a產生了感應電動勢用空間角度來衡量轉子表面的空間距離，如果電機有/對 主磁極，即p對極電機，對應的總空間電角度為0x360，而機 械角p永遠是360, :.cc=jp?；ù琶?8, =5m sincr = _6 sin xmmt方為8的最大值，a為

32、電角度。 e - bjv式為氣隙磁密，/為切割磁感線的導體有效長度，v導體垂直切割磁感應線的相對線速度。(0 =27qjn/60 單位：rad/s 或=360pw/60 ( )/s當時間過了 t秒后，導體a移到了 a處，這時a = 則氣 隙磁密為：bx - bn sin a =bmsm0 t于是導體a中感應的基波電動勢瞬時值為 e = bjv = bjv sin co t = em sin a 1 = -j2esm a t式中是導體中基波感應電動勢的最大值，e是基波 感應電動勢的有效值。當電機的轉子每轉一圈，由于轉子上有；?對主磁極，導體a 中基波電動勢變化了；?周，己知電機每秒轉了 n/60

33、轉，所以導體a基波電動勢的頻率f 為：/ = /?n/60 (hz)用頻率f來表示轉子的電角速度必時有：co=27ipnl6q = 2對 (rad/s)導體中感應基波電動勢的最大值為：k = bjv =營 0)/(2/) = kfbjz = 式中=&5是氣隙磁密的平均值；71 = bjr是氣隙每極基波磁通量；v = 2pr = 2rf,其中r是定子內表面用長度表示的極距。導體基波電動勢（有效值）為 e = 2.22/巾 式中0)的單位是wb;e的單位是v。整距線圈的基波電動勢為：& = 2五=2 x 2.22/1) = 4.44仲 如果線匝不止一匝，而是灰y匝串聯(lián)，就稱為線圈。一個線圈兩邊 的

34、距離叫節(jié)距，用空間電角度表示，巧-幾的線圈是整距線圈. 整距線圈基波感應電動勢為y = 4.44 fwy電機每對極下的每相基波感應電動勢為eax = leykq =4a4fqwykq式中五,為整個整距線圈的基波感應電動勢；sin()_稱為基波分布系數(shù)，其中=為定子相臨兩q . ozasm 2槽之間的槽距角：式中q 一為每相在每極下的槽數(shù)，其中z為定子上的總槽數(shù)， 2mpm是相數(shù)，p為極對數(shù)。三相交流發(fā)電機的繞組并聯(lián)支數(shù)用a表示時，每相基波電動勢為:= 4.44/0) a aaafwkqb是一相繞組串聯(lián)的總匝數(shù)；a為基波繞組系數(shù)，在這里&0.934;串勵直流電動機：串勵直流電動機其接線圖如下所示

35、，就是將串勵電動機的勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，其勵磁電流&等于電樞電流i,氣隙主磁通5隨而變化，這是串勵電動機的特點。因此，串勵電動機的電動勢平衡方程式，轉矩平衡方程式電動勢公式及轉矩公式為 u = e0+iard+ jfrs = cm + ia rd + rs)tcm=ca=cmifi0=cmll 可得電機轉速n =c：/a c； 式中，rd串勵電樞電組；rs串勵勵磁電阻：k回路總電阻，即為之和：c: = c,kf c: = cmkfkf表示主磁通與勵磁電流的比例系數(shù)恒功率調速方式：電動機內部有損耗，這些損耗最終都變成熱能，若損耗過大, 在長期運行時，由于電動機溫度太高毀損壞電動機的絕緣。為了

36、 不至損壞絕緣而損壞電動機，對電樞電流就要有一個上限規(guī)定。第二節(jié) 建模過程，流程推導，公式推導。(經典分析、頻域分析、pid分析。）(一）控制模式 推峰機車遙控系統(tǒng)的主要工作方式為，系統(tǒng)根據(jù)地面命令， 控制機車按指令要求運行，并用機車采樣進行回饋調節(jié)以減小機 車狀態(tài)與指令的差別，使機車勻速平穩(wěn)運行，從這一點講，根據(jù) 自動調節(jié)的定義，在不考慮指令階躍變化的情況下。我們可認為 它是一個具有給定量的閉環(huán)控制系統(tǒng)。所以，應用調節(jié)理論，在 忽略一些次要因素的情況下，可對系統(tǒng)進行粗略的分析。由機車的調速過程我們知道，司機主要通過調節(jié)柴油機給油 量的大小來改變柴油機的轉數(shù)，使得柴油機所帶動的發(fā)電機的功 率發(fā)

37、生變化，由此影響走行電機的輸入電流，使走行電機的力矩 得到改變，進而改變車速。所以.對于一個這樣的系統(tǒng)，我們可 給出它的原理框圖如圖3。圖3機車調速系統(tǒng)方框圖由圖中我們看出，機車遙控系統(tǒng)中，控制主機收到給定速度 后，通過控制不同繼電器的吸起來改變柴油機的給油量，由于機 車柴油機恒功率調節(jié)系統(tǒng)的作用，使柴油機的輸出功率保持不變, 而柴油機的轉數(shù)則隨給油量的改變而變化。而柴油機轉數(shù)的變化 通過聯(lián)軸節(jié)帶動三相交流同步發(fā)電機的轉子旋轉，進而將轉數(shù)的 變化轉化為電流的變化，變化后的牽引電流經整流柜整流后，供 給牽引機車走行的六臺直流串勵電動機，將牽引電流的變化轉為 牽引力矩的變化，進而改變機車速度，并將速度采樣反饋回控制 主機與速度給定進行比較，利用差值