中国机械工程 ›› 2026, Vol. 37 ›› Issue (9): 2343-2353.DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2026.09.027
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陈勇1,2, 左建勇1, 曹文祥2, 刘宏达2, 吴磊3(
)
收稿日期:2025-02-20
出版日期:2026-09-25
发布日期:2026-10-21
通讯作者:
吴磊
作者简介:陈勇,男,1981年生,正高级工程师、博士研究生。研究方向为轨道交通控制技术基金资助:
CHEN Yong1,2, ZUO Jianyong1, CAO Wenxiang2, LIU Hongda2, WU Lei3(
)
Received:2025-02-20
Online:2026-09-25
Published:2026-10-21
Contact:
WU Lei
摘要:
针对虚拟轨道列车因铰接结构与多车轮配置引发的打滑问题,提出了一种三模块分布式防滑控制模型,包含驾驶员控制、防滑控制与转矩协调控制模块。驾驶员控制基于模糊控制算法,以速度误差及其变化率为输入,输出踏板开度,实现车辆目标速度精准跟踪。防滑控制采用基于滑转率偏差的PID算法,调节电机驱动力矩,有效抑制车轮打滑。为解决因力矩差异引起的转向偏差问题,提出“同轴低选”原则,实现同轴车轮力矩协调,保障行驶稳定性。仿真结果表明:该模型在速度控制中的误差小于0.5%;在未施加防滑控制的情况下,车轮滑转率及驱动力矩表现出明显波动,验证了防滑控制措施的必要性;在低附着系数及对接路面工况下,系统可实现滑转率稳定控制与加速性能改善。将该方法与滑模控制方法进行对比实验,结果显示,PID控制在控制精度与系统稳定性方面表现更优。在对开路面工况下,转矩协调模块通过“同轴低选”策略统一同轴车轮力矩,有效避免了转向偏差,提高了车辆操控稳定性。
中图分类号:
陈勇, 左建勇, 曹文祥, 刘宏达, 吴磊. 三模块分布式驱动虚拟轨道列车的驱动防滑控制[J]. 中国机械工程, 2026, 37(9): 2343-2353.
CHEN Yong, ZUO Jianyong, CAO Wenxiang, LIU Hongda, WU Lei. Drive Anti-slip Control of Three-module Distributed Drive Virtual Track Trains[J]. China Mechanical Engineering, 2026, 37(9): 2343-2353.
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 首尾车质量/kg | 7124.24 |
| 中间车质量/kg | 7124.24 |
| 首尾车绕z轴转动惯量/(kg·m2) | 5.41×109 |
| 各车前后轴到质心的距离/m | 2.7 |
| 各车轴距/m | 5.6 |
| 各车轮距/m | 2.4 |
| 质心高度/m | 1.5 |
| 中间车绕z轴转动惯量/(kg·m2) | 5.41×109 |
| 铰接点到前后轴的距离/m | 1.6 |
| 车轮质量/kg | 25 |
表 1 车辆基本参数
Tab. 1 Basic vehicle parameters
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 首尾车质量/kg | 7124.24 |
| 中间车质量/kg | 7124.24 |
| 首尾车绕z轴转动惯量/(kg·m2) | 5.41×109 |
| 各车前后轴到质心的距离/m | 2.7 |
| 各车轴距/m | 5.6 |
| 各车轮距/m | 2.4 |
| 质心高度/m | 1.5 |
| 中间车绕z轴转动惯量/(kg·m2) | 5.41×109 |
| 铰接点到前后轴的距离/m | 1.6 |
| 车轮质量/kg | 25 |
| 路面 | 最优滑转率 |
|---|---|
| 摩擦因数μ=0.2 | 0.35 |
| 摩擦因数μ=0.4 | 0.40 |
表 2 不同路面的最优滑转率
Tab.2 Optimal slip rate for different road surfaces
| 路面 | 最优滑转率 |
|---|---|
| 摩擦因数μ=0.2 | 0.35 |
| 摩擦因数μ=0.4 | 0.40 |
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