專利名稱：用于滑動調(diào)節(jié)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1和8前序部分的一種用于滑動調(diào)節(jié)的方法及裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)權(quán)利要求1和8的前序部分涉及到這樣的現(xiàn)有技術(shù)，如由M.Buscher等人在電氣鐵道(Elektrische Bahnen)91(1993)5中第163-178頁的“交流電力機車的車輪滑動調(diào)節(jié)”一文所公知的。該文中借助仿真計算描述了在不同傳動配置及不同的運行工況下的車輛滑動調(diào)節(jié)功能。該轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)根據(jù)由加速度給定值積分得到的轉(zhuǎn)數(shù)給定值來實現(xiàn)的。該加速度給定值將由適應(yīng)的動車加速度及加速度升程來構(gòu)成，后者根據(jù)一種限幅及搜索邏輯及動車車輪的實際轉(zhuǎn)數(shù)來構(gòu)成。出現(xiàn)的最大轉(zhuǎn)矩給定值將存儲在一個極限值存儲器中并持續(xù)地與現(xiàn)時值相比較。
上述搜索方法對于沒有最大值的粘著力特性曲線不可能應(yīng)用。
在DE-C2-4020350中給出了一種對設(shè)有疊加轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)的無靜軸的電氣機動車在輪軌接觸最大粘著力時的車輪轉(zhuǎn)數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)的方法及裝置，其中搜索邏輯單元對起初任意方向中的滑動進行調(diào)節(jié)及檢驗是否達到轉(zhuǎn)矩的升高或降低。在轉(zhuǎn)矩下降的情況下將倒轉(zhuǎn)搜索方向。為了檢測隨著持續(xù)增加的速度差不發(fā)生傳動力矩下降的粘著力狀況，設(shè)置了一個附加級，它在搜索邏輯單元輸入端的閾值即使未被轉(zhuǎn)矩給定值差值信號超過時，也啟動加速度的下降。
對該方法將借助于圖3中的粘著力特性曲線(S2)加以說明。圖3表示四個粘著力特性曲線(S1-S4)的基本形式，縱座標(biāo)表示粘著力系數(shù)或粘著系數(shù)(μ)，而橫座標(biāo)表示速度差(ΔV)。
在干燥軌道的情況下粘著力特性曲線(S1)及(S2)處于支配地位。在持續(xù)上升的粘著力特性曲線(S1)的情況下，由于受到設(shè)定的牽引力的限制，不能達到較高的運行點。粘著力特性曲線(S2)在速度差值(ΔV2)時，具有粘著系數(shù)(μ)的最大值(μmax)。在該最大值(μmax)的左方，運行是穩(wěn)定的，在其右方是不穩(wěn)定的。根據(jù)DE-C2-4020350的搜索邏輯利用兩種狀態(tài)工作，并在它們之間來回轉(zhuǎn)換。在狀態(tài)1-釋放加速度中，通過給定加速度的升高使滑動加大。如果受轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)控制的轉(zhuǎn)矩增大，則將該轉(zhuǎn)矩值存儲到一個最大值存儲器中。當(dāng)在超過粘著力最大值后該轉(zhuǎn)矩下降時，將該最大值保持地儲存。一旦相應(yīng)于粘著系數(shù)(μ)的實際值(μist)的給定轉(zhuǎn)矩在速度差值(ΔV3)時超過在速度差值(ΔV4)時的粘著系數(shù)(μ)的極限值(μG)或閾值時，搜索方向則反向，這時便轉(zhuǎn)換到狀態(tài)2-降低加速度。
在狀態(tài)2中通過減小給定加速度來減小滑動。如在狀態(tài)1中那樣，這時也要考慮給定轉(zhuǎn)矩的變化過程并且在超過極限值(μG)時，在速度差值(ΔV1)時重新轉(zhuǎn)換到狀態(tài)1。在這種搜索策略中，工作點總是在粘著力最大值附近擺動，但這種搜索策略僅在滑動變大時粘著力特性曲線下降的情況下才起作用。在平坦的粘著力特性曲線(S3、S4)的情況下在加速時轉(zhuǎn)矩不會下降，則閾值不會被超過。由此使速度差持續(xù)增大。為了避免這種情況，將周期性地產(chǎn)生一個復(fù)位脈沖，以使得搜索方向改變并使滑動下降。
這種方法在持續(xù)增大的粘著力特性曲線(S3、S4)時還需要另外的措施來避免大的滑動。這種方法的靈活性小并在負載變化時易受到干擾。它需要相對多的參數(shù)。軸負載的振動及另外的干擾可能導(dǎo)致搜索方向不必要的改變。計算的機車質(zhì)量會沿途飄移，由此會使加速度給定值有誤。
在潮濕及臟的軌道的情況下，粘著力特性曲線(S3)及(S4)占支配地位，其中開始陡升然后平緩上升的粘著力特性曲線(S3)對于潮濕軌是典型的，而平緩上升的粘著力特性曲線(S4)對于含油的軌道是典型的。
在實際中，由于軌道狀況或曲線半徑的變化會引起粘著力特性的畸變。在行駛中其狀態(tài)也突然變化，例如在駛?cè)胨淼馈④壍澜宇^、落下的雨等情況時。虛線所示的粘著力特性曲線(S5)表示在軌道狀態(tài)由平緩曲線(S4)變化到較高的粘著力特性曲線(S3)并同時提高電動機轉(zhuǎn)矩時工作點的變化過程。
隨著牽引動車不斷增長的功率，在所有能考慮到的運行狀態(tài)中可靠地施加大的牽引力具有越來越大的意義。尤其是采用了異步電動機及變流器技術(shù)可以產(chǎn)生更大的轉(zhuǎn)矩。老式的大都設(shè)有串激電動機的傳動具有陡的轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速特性曲線，表現(xiàn)出比較和緩的超速性能，而在轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)時的交流傳動則不是這種情況。由于它的水平特性，這種傳動在沒有加入降低轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)器時在進入了超速過程后將會過大加速超直到機械的損壞。為了避免這種情況，需要有效地及快速的超速保護。
對于粘著力最重要的影響量是驅(qū)動車輪與軌道之間的相對運動。為了描述這種相對運動，采用了速度差(ΔV)或滑動。
為了識別超速及充分利用最大粘著力必須要有能求得速度差(ΔV)及粘著系數(shù)(μ)的測量值。
通常提供了二種測量值由電動機輸出的轉(zhuǎn)矩及驅(qū)動輪速度。然而求得絕對車速度是很嚴(yán)格的。車速度可借助于運行輪或借助雷達可通過模擬，即通過偽靜軸來求得。這種附加措施然而也是不希望的。
在沒有靜軸的機動車上精確求得車速度僅在短時中是可能的，參見EP-B1-0141157。在那里電動機牽引力在22秒時間間隔中下降到所屬驅(qū)動輪的滑動消失及使輪速度等于車速度為止，其延續(xù)時間為3秒。
使用模糊邏輯在機車傳動中作滑動調(diào)節(jié)的可能性由瑞士公司雜志ABB技術(shù)，3(1993)，第13-20頁所公知。在標(biāo)有給定力矩的測試信號和電動機軸的角速度之間的相位移作為傳動的穩(wěn)定尺度。
對于有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，再附加地指出EP-A2-0297485，由該文獻公知了一種用于動車的防閉鎖系統(tǒng)，其中由動車及輪速度與動車速度的差檢測滑動比例是否超出極限值。對此借助于模糊邏輯或模糊推論根據(jù)用于制動壓力誤差的計算索引及根據(jù)制動延遲或加速以及根據(jù)動車加速度的幅值來構(gòu)成動車車輪速度的給定速度，其中制動延遲與制動加速兩個量是由一定的制動壓力導(dǎo)出的。同時需要用于求得動車實際速度的一種計算方法。
對于構(gòu)成模糊函數(shù)，從屬函數(shù)(membership function)相關(guān)度的計算及重心求解的計算將參見C.C.Lee所著的“控制系統(tǒng)中的模糊邏輯”IEEE，系統(tǒng)，人及控制論學(xué)報第20卷第2期1990年3/4月，第404-418、419-435頁部分I及II。
發(fā)明的公開如在權(quán)利要求1及8中所確定的，本發(fā)明是為了解決這樣的任務(wù)對導(dǎo)言部分所述類型的用于滑動控制的方法及裝置進行繼續(xù)地開發(fā)，使得在軌道或街道及道路的粘著系數(shù)交替變化時能使動車傳動裝置作出快速響應(yīng)，而無需知道精確的動車速度。
本發(fā)明的優(yōu)點在于在超過最大粘著力時也能保證良好的調(diào)節(jié)性能。可以經(jīng)常行駛在最大粘著力附近。根據(jù)本發(fā)明的方法在對于沒有最大值的平緩粘著力特性曲線時也不需要附加的措施。對于調(diào)節(jié)僅需要少量的參數(shù)。不需要預(yù)先給出牽引力及加速度閾值。
以下將借助于一個實施例對本發(fā)明進行說明。附圖為

圖1借助模糊邏輯對車輪滑動調(diào)節(jié)的原理電路圖；圖2用于借助模糊邏輯計算粘著力最大值的流程圖；圖3典型的粘著力特性曲線；圖4及5根據(jù)粘著力特性曲線的各種不同的運行狀況；圖6及7仿真計算得到的粘著力特性曲線；圖8-10根據(jù)圖1的模糊調(diào)節(jié)器的輸入從屬函數(shù)，及圖11根據(jù)圖1的模糊調(diào)節(jié)器的輸出從屬函數(shù)。
為了簡單起見，以下的物理量及它們的信號采用相同的表示。在圖1中表示了用于鐵道動車的滑動調(diào)整電路，其中作為比例-積分-微分(PID)調(diào)節(jié)器構(gòu)成的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器(6)的輸出端向一個具有輪軌接觸的傳動裝置(7)、例如一個電動機(Ma)傳送一個轉(zhuǎn)矩給定值(Msoll)，接著再傳送給一個模糊搜索器或模糊調(diào)節(jié)器(1)及一個微分元件(2)，該微分元件的輸出端與模糊調(diào)節(jié)器(1)相連接。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器(6)中包括一個限幅器(6′)，它從在圖中未示出的前級速度調(diào)節(jié)器接收速度給定值或從機車司機接收一個給定轉(zhuǎn)矩信號(ML)，該限幅器用于在需要時限定在轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器(6)中構(gòu)成的轉(zhuǎn)矩給定值(Msoll)的幅值。這種簡單的給轉(zhuǎn)矩給定值限幅的措施對利用模糊調(diào)節(jié)器(1)的滑動調(diào)節(jié)產(chǎn)生這樣的影響，即使得輪軌接觸仿佛具有根據(jù)圖3中的一個水平的粘著力特性曲線(S3)。對于這種情況不需要附加的措施，如加速度信號周期地復(fù)原，可由模糊調(diào)節(jié)器(1)立即地處理。
傳動裝置(7)包括一個未示出的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器，由它可導(dǎo)出一個轉(zhuǎn)矩實際值信號(Mist)，該信號在實現(xiàn)搜索法時可用來代替轉(zhuǎn)矩給定值(Msoll)。傳動裝置(7)的輸出端將一個傳動電動機的轉(zhuǎn)速實際值信號(nist)傳送給一個第一加法元件(5)的負輸入端及一個微分元件(9)，該微分元件將相應(yīng)于加速度實際值(bist)的輸出信號經(jīng)過一個低通濾波器(8)使成為平均的或被濾波的加速度給定值(bistF)傳送到第二加法元件(3)的正輸入端。該濾波相當(dāng)于在一個3秒-10秒?yún)^(qū)域上的平均求值。模糊調(diào)節(jié)器(1)的輸出端將一個現(xiàn)時的加速度校正值(bk)傳送到第二加法元件(3)的另一正輸入端；與此同時，該模糊調(diào)節(jié)器(1)接收該加速度校正值(bk)，作為其第三輸入量。第二加法元件(3)的輸出端將一個加速度給定值(bsoll)經(jīng)由一個積分放大器(4)使成為轉(zhuǎn)速給定值(nsoll)傳送到第一加法元件(5)的正輸入端，該第一加法元件(5)的輸出端與轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器(6)的輸入端相連接。在求給定速度時，則要將驅(qū)動輪的直徑及變速器的變速比考慮進去。
圖2以一個流程圖表示搜索粘著力最大值(例如參見圖3中的粘著力曲線(S2)的最大值(μmax)的最主要計算步驟，正如在根據(jù)圖1的模糊調(diào)節(jié)器(1)及微分元件(2)中所實現(xiàn)的。
在如由啟動框(10)表示的啟動后，將根據(jù)復(fù)位框(11)將時間差(Δt)，時間變量或測量值測量時間(t)，舊的加速度校正值(bkalt)及轉(zhuǎn)矩給定值的變化量(ΔMsoll)置成零。接著，根據(jù)計算框(12)借助于模糊函數(shù)(fFuzzy)及根據(jù)舊的加速度校正值(bkalt)，現(xiàn)時的轉(zhuǎn)矩給定值(Msoll)及它們隨時間的變化(ΔMsoll/T)計算加速度校正值(bk)。
然后，根據(jù)功能框(13)將現(xiàn)時的加速度校正值(bk)作為舊的加速度校正值(bkalt)進行存儲。同樣地將現(xiàn)時的轉(zhuǎn)矩給定值(Msoll)作為舊的轉(zhuǎn)矩給定值(Msollalt)進行存儲。
現(xiàn)在，根據(jù)決定框(14)進行提問在搜索過程中通過時鐘脈沖(例如計算機的時鐘脈沖)增大的時間差(Δt)是否等于搜索動作或求值周期的預(yù)定周期時間(T)，例如為500ms。當(dāng)否定時，將返回到?jīng)Q定框(14)的輸入端，直到求值周期結(jié)束為止，否則將根據(jù)功能框(15)將時間差(Δt)置成零。下一個測量值測量時間由t+T得出。
現(xiàn)時的測量值即在周期時間(T)的期間測量并且在周期時間(T)中被存儲。在下一周期時間(T)中這些測量值及現(xiàn)時的加速度校正值(bk)將作為舊值被存儲。
然后，根據(jù)功能框(16)由(Msollalt-Msoll(t))計算轉(zhuǎn)矩給定值(Msoll)并返回到計算框(12)的輸入端。
當(dāng)在短時間中超過粘著力最大值時轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)將引起大的滑動值。這個事實將在加速及制動時強迫執(zhí)行控制動作。根據(jù)本發(fā)明的方法便是基于這種由轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)構(gòu)成的轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)。為了能搜索到粘著力最大值，需要一種連續(xù)搜索策略。根據(jù)現(xiàn)有的二個測量值轉(zhuǎn)矩給定值(Msoll)及傳動電機(Ma)的轉(zhuǎn)數(shù)實際值信號(nist)，可以對以下八種情況I-VIII中的滑動特性定性地加以區(qū)別，其中情況I-IV表示在圖4中，而情況V-VIII表示在圖5中。
情況I加速度下降及產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩上升。
情況II加速度上升及產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩下降。
情況III加速度上升及產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩上升。
情況IV加速度下降及產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩下降。
情況V加速度保持不變，但產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的上升。粘著系數(shù)(μ)具有一個較佳的值。在下一步驟中將在正方向上搜索。
情況VI加速度保持不變，但是粘著系數(shù)(μ)具有一個較差的值。雖然在此情況中搜索方向不能明確地決定，但為了重新形成搜索動作，將提高加速度。
情況VII加速度下降，但產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩保持不變。粘著系數(shù)(μ)不具有較好的值并保持不變(平的μ曲線)。為了避免不必要的磨損，必須減小加速度。
情況VIII加速度上升，但產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩保持不變，粘著系數(shù)(μ)不具有較好的值，如情況VII中一樣，必須減小加速度。
起決定作用的是這樣的知識在轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)的情況下速度差(ΔV)的變化可通過給定加速度的變化等同地來確定。如果加速度上升，則速度差也同樣地上升，即工作點向右移動，否則向左移動，轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)利用轉(zhuǎn)矩給定值(Msoll)的配合調(diào)整負責(zé)使給定轉(zhuǎn)數(shù)和實際轉(zhuǎn)數(shù)(nsoll，nist)保持相等。加速度給定值(bsoll)將由濾波的車輪加速度(bistF)及由現(xiàn)時的加速度校正值(bk)根據(jù)bsoll＝bistF+bk來構(gòu)成。加速度校正值(bk)應(yīng)選擇得使工作點向最大值(μmax)方向移動。
對粘著力的最大值現(xiàn)在可根據(jù)以下的搜索策略進行搜索——啟動搜索動作，——轉(zhuǎn)數(shù)實際值信號(nist)的特性間接地通過瞬時加速度校正值(bk)及現(xiàn)時轉(zhuǎn)矩給定值(Msoll)來表現(xiàn)，——軸加速度向正確方向改變。
對于每個判斷出的情況，可根據(jù)下表1構(gòu)成加速度校正值。
表1<

>對于輪軌的粘著力特性曲線(S1-S4)，參見圖3，將在運行中持續(xù)地變化。利用轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)，這些轉(zhuǎn)變也可定性地被識別，參見圖5。
一般地，在大值的粘著系數(shù)(μ)的情況下加速度只稍微地下降，而在低值的粘著系數(shù)時，加速度強烈地上升。相應(yīng)的運行狀態(tài)可通過實際轉(zhuǎn)矩值粗略地評價。最后的一個策略是普遍適用的預(yù)防措施，它被確定在規(guī)則表2中。在起動時，也就是在還沒有加速度及轉(zhuǎn)矩變化時，機車也應(yīng)該能通過這個策略被加速起來。
為了求得連續(xù)的加速度校正值(bk)，使用了模糊推論法。它能夠確定一個摹擬函數(shù)或模糊函數(shù)(fFuzzy)，它在規(guī)則表2中借助語言變量，例如“小正值”“大正值”來表達。模糊規(guī)則表2相應(yīng)于模糊函數(shù)(fFuzzy)，它用于直觀地描述決定策略。
表2

這些語言變量具有以下含意N＝負值，Z＝0，P＝正值，L＝低，H＝高，PS＝小正值，PB＝大正值，NB＝大負值，NS＝小負值，PVS＝很小的正值，NVS＝很小的負值。i為過程變量，它可取值1至11，與規(guī)則(Ri)相對應(yīng)。xi(bkalt)，yi(dMsoll/dt)，zi(Msoll)及ci(bk)表示為規(guī)則(Ri)相應(yīng)量的從屬函數(shù)。
用于構(gòu)成模糊函數(shù)(fFuzzy)所必須的推論機制由三個步驟組成模糊化，推論及解模糊。推論的精確計算步驟已描述在導(dǎo)言部分所述的C.C.Lee所發(fā)表的文獻中。為了對三個輸入量模糊化，將它們與時間有關(guān)地標(biāo)稱化，也即應(yīng)用了與最小值-1及最大值+1有關(guān)的從屬函數(shù)，正如在圖8至11中所描繪的。
圖8表示從屬函數(shù)(N(dMsoll/dt))，(Z(dMsoll/dt))，及(P(dMsoll/dt))，其中橫座標(biāo)代表輸入量，縱座標(biāo)代表輸出量。從屬函數(shù)(N)在dMsoll/dt＝-1至dMsoll/dt＝N1時具有值1。在dMsoll/dt＝N1至dMsoll/dt＝0時，從屬函數(shù)(N)由1線性地下降到0。值(N1)位于從-0.2至-0.4的區(qū)域中。從屬函數(shù)(P)位于dMsoll/dt＝0至1的另一區(qū)域中，它與從屬函數(shù)(N)是相對縱座標(biāo)軸對稱的。從屬函數(shù)(N)呈梯形并同樣相對縱座標(biāo)軸對稱。它在負區(qū)域中，即從dMsoll/dt值(ZO)為-0.2至-0.4的值域開始到dMsoll/dt值(ZS)為-0.1至-0.2的值域為止，線性地從0上升到值域為0.7至0.9的鞍值。
圖9表示與時間相關(guān)的從屬函數(shù)(N(bkalt))(Z(bkalt))及(P(bkalt))，它們與圖8中相應(yīng)的從屬函數(shù)相似。其中用在區(qū)域-0.4至-0.6中的值(N1′)取代值(N1)。從屬函數(shù)(N)在值域為-0.1至-0.2的值(NO′)時其值為0。用小于值(NO′)的其值域在-0.2至-0.4中的值(ZO′)代替值(ZO)。從屬函數(shù)(Z)的鞍值在0.8至0.9的范圍中，它在bkalt值為NO′時達到。
圖10表示與時間有關(guān)的從屬函數(shù)(L(Msoll))及(H(Msoll))。從屬函數(shù)(L)，從Msoll值為-1開始到值域為-0.4至-0.5的Msoll值(LO)為止，線性地自1下降到0。從屬函數(shù)(H)，從值域為-0.5至-0.7的Msoll值(HO)開始到Msoll值為+1為止，線性地從0上升到1。其中(HO)小于(LO)。
圖11表示6個三角形的從屬或輸出函數(shù)(NB、NS、NVS、PVS、PS、PB)，每個均具有基值0及最大值1并均與加速度校正值(bk)相關(guān)。從屬函數(shù)(PB)在值域為0.7至0.9的bk值(PB1)時具有其最大值1。從屬函數(shù)(PS)在值域為0.3至0.5的bk值(PS1)時具有其最大值1。從屬函數(shù)(PVS)在值域為0.1至0.3的bk值(PVSl)時具有其最大值1。負的從屬函數(shù)(NB、NS、NVS)相對縱座標(biāo)軸與正的從屬函數(shù)相對稱。
現(xiàn)在可構(gòu)成相關(guān)度αi＝xi(bkalt)∧Yi(dMsoll/dt)∧zi(Msoll)，其意義為αi＝min(xi(bkalt)，yi(dMsoll/dt)，zi(Msoll))，其中i為用于表2中規(guī)則1-11的過程變量，并且這種邏輯關(guān)系僅是對存在于表2中的那些量構(gòu)成的。
對于規(guī)則(R1)的相關(guān)度稱為對于bkalt＝N及dMsoll/dt＝N為bk＝PB。規(guī)則R10是占優(yōu)勢的。如果有Msoll＝L，則為bk＝PB。
由這個相關(guān)度及輸出量(bk)的相關(guān)函數(shù)(ci)再計算調(diào)節(jié)決定βci(w)＝αi∧ci(w)，其意義為βci(w)＝min(αi，ci(w))(根據(jù)Mamdani的最小值運算)或βci(w)＝αi·ci(w)(根據(jù)Larsen的標(biāo)量乘積運算)，其中w是(bk)的過程變量。整個結(jié)論由βc(w)＝∑βci給出，其中對i為1至m進行相加，m＝表2中規(guī)則的數(shù)目。
現(xiàn)時的加速度校正值(bk)即模糊函數(shù)(fFuzzy)的計算值可作為m＝11的bk值(wi)的平均值根據(jù)bk＝(∑wi)/m對于i＝1至m進行計算，其中(wi)為(bk)的這樣的值，在該值時量(βci(wi))具有其最大值。
現(xiàn)時的加速度校正值(bk)也可作為“重心”根據(jù)bk＝(∑βci(wi)·wi)/∑βci(wi)進行計算，其中總是對i從1至m進行相加。
圖6至7表示仿真計算的粘著力特性曲線(S1-S4)。在仿真計算時，在各種粘著力特性曲線(S1-S4)之間可突然地進行轉(zhuǎn)換。(A)表示在粘著力特性曲線(S2，S3)時的相應(yīng)工作點。
模糊推論方法是這樣一種可能性，即所述的搜索策略可用一種模糊函數(shù)(fFuzzy)來描述。這樣一種函數(shù)也可以借助另外的方法近似地實現(xiàn)，例如借助一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或一種多項式函數(shù)來實現(xiàn)，其結(jié)論將通過具有同樣輸入量的一個函數(shù)來確定。
可用加速度調(diào)節(jié)來代表轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)。對此可以除掉積分元件(4)。將用加速度實際值(bist)取代轉(zhuǎn)數(shù)實際值信號(nist)輸送給加法元件(5)。對此轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器(6)將作為加速度調(diào)節(jié)器應(yīng)用。該加法元件(5)顯然也可集成在轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器(6)中。
對于每個表2中的輸入量也可用大于3個，例如7個從屬函數(shù)來代替3個從屬函數(shù)(H、L、N……)進行描述，如在導(dǎo)言部分由C.C.Lee發(fā)表的文章中所述的。對于計算模糊函數(shù)(fFuzzy)也可用轉(zhuǎn)矩實際值(Miat)取代轉(zhuǎn)矩給定值(Maoll)。
權(quán)利要求
1.用于在一種動車上進行滑動調(diào)節(jié)的方法，其中a)具有至少一個傳動裝置(7)，它至少設(shè)有一個傳動輪，從該傳動輪檢測轉(zhuǎn)數(shù)實際值信號(nist)或與轉(zhuǎn)數(shù)實際值信號(nist)成正比的信號；b)其中根據(jù)被調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)矩給定值(Msoll)對傳動裝置(7)進行控制；c)其中根據(jù)粘著力最大值搜索方法構(gòu)成動車加速度給定值(bsoll)d)根據(jù)轉(zhuǎn)矩給定值(Msoll)或與轉(zhuǎn)矩實際值(Mist)實行這種搜索方法；e)其中動車加速度給定值(bsoll)根據(jù)動車加速度實際值(bistF)及由該實際值產(chǎn)生的加速度校正值(b)來構(gòu)成；其特征在于f)該搜索方法根據(jù)一個時間上較早的加速度校正值(bkslt)來執(zhí)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于a)根據(jù)轉(zhuǎn)數(shù)給定值信號(nsoll)與轉(zhuǎn)數(shù)實際值信號(nist)的差值信號實現(xiàn)滑動控制；b)從動車加速度給定值(bsoll)導(dǎo)出轉(zhuǎn)數(shù)給定值信號(nsoll)，及c)由轉(zhuǎn)數(shù)實際值信號(nist)的微分及隨后的求平均值構(gòu)成動車的加速度實際值(bistF)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于根據(jù)預(yù)定的給定轉(zhuǎn)矩信號(ML)對轉(zhuǎn)數(shù)給定值信號(nsoll)進行限幅。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于通過低通濾波實現(xiàn)構(gòu)成平均值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項的方法，其特征在于進一步根據(jù)轉(zhuǎn)矩給定值(Msoll)或轉(zhuǎn)矩實際值(Mist)對時間的求導(dǎo)執(zhí)行搜索方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項的方法，其特征在于在搜索方法中作為模糊調(diào)節(jié)決定的重心計算加速度校正值βCi(w)＝min(αi，ci(w))或βci(w)＝αi·ci(w)，其中αi＝min(xi(bkalt)，yi(dMsoll/dt)，zi(Msoll))，并僅對在相應(yīng)規(guī)則(Ri)中出現(xiàn)的從屬函數(shù)進行考慮，w＝bk的過程變量，bkalt＝較早的加速度校正值，dMsoll/dt＝轉(zhuǎn)矩給定值Msoll的時間導(dǎo)數(shù)，xi＝第i個模糊規(guī)則Ri的bkalt的第i個從屬函數(shù)，yi＝第i個模糊規(guī)則Ri的dMsoll/dt的第i個從屬函數(shù)，zi＝第i個模糊規(guī)則Ri的Msoll的第i個從屬函數(shù)，ci＝第i個模糊規(guī)則Ri的bk的第i個從屬函數(shù)，i＝過程變量，有1≤i≤11，其中跟隨在11個模糊規(guī)則Ri的從屬函數(shù)后的語言變量的含義為N＝負值，Z＝0，P＝正值，L＝低，H＝高，PS＝小正值，PB＝大正值，NB＝大負值，NS＝小負值，PVS＝很小的正值，NVS＝很小的負值。并有
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于a)輸入量dMsoll/dt具有負的從屬函數(shù)N，它在輸入量為-1至一個給定值N1的范圍內(nèi)為值1，并有-0.4≤N1≤-0.2，而在接著到dMsoll值為0時下降到值0，b)接著該輸入量在0附近的范圍中具有梯形的從屬函數(shù)Z，它相對于dMsoll/dt值為0是對稱的，它從輸入量給定值ZO至給定鞍值起點ZS自0上升到值域為0.7-0.9的鞍值，并有-0.4≤ZO≤-0.2及-0.2≤ZS≤-0.1，及c)然后，該輸入量在正值范圍中具有從屬函數(shù)P，它相對于dMsoll/dt值0和從屬函數(shù)N是對稱的，d)輸入量bkalt具有負的從屬函數(shù)N，它在輸入量為-1至一個給定值N1′的范圍內(nèi)為值1，并有-0.6≤N≤-0.4，而在接著到bkalt的值為N0′時下降到值0，并有-0.2≤N0′≤-0.1，e)該輸入量在0附近的范圍中還具有梯形的從屬函數(shù)Z，它相對于bkalt值為0是對稱的，它從輸入量給定值ZO′到給定鞍值起點NO′自0上升到值域為0.8-0.9的鞍值，并有-0.4≤ZO′≤0.2，及f)該輸入量在正值范圍中還具有從屬函數(shù)P，它相對于bkalt值0和從屬函數(shù)N對稱。g)輸入量Msoll具有負的從屬函數(shù)L，它在輸入量從-1到給定值LO的區(qū)域中從值1下降到值0，并有-0.5≤LO≤-0.4，h)該輸入量還具有正的從屬函數(shù)H，它從輸入量給定值HO到終值1從值0上升到終值1，并有-0.7≤HO≤-0.5，及i)輸出量bk在負區(qū)域中具有三角形從屬函數(shù)NB、NS、NVS，并且它們相對于bk值0和正的從屬函數(shù)PB、PS、PVS是對稱的，j)從屬函數(shù)(PB)在值域為0.7至0.9中的bk值(PB1)時具有其最大值1，k)從屬函數(shù)(PS)在值域為0.3至0.5中的bk值(PS1)時具有其最大值1，1)從屬函數(shù)(PVS)在值域為0.1至0.3中的bk值(PVS1)時具有其最大值1，其中所有的值均涉及標(biāo)稱量。
8.用于在一種動車上進行滑動調(diào)節(jié)的裝置，其中a)具有至少一個傳動裝置(7)，它至少設(shè)有一個傳動輪，從該傳動輪檢測轉(zhuǎn)數(shù)實際值信號(nist)或與轉(zhuǎn)數(shù)實際值信號(nist)成正比的信號；b)具有一個加速度或轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器(6)，它的輸出端與傳動裝置(7)形成作用連接，并且根據(jù)被調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)矩給定值(Msoll)進行控制；c)具有第一加法元件(5)，它的輸出端與加速度或轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器(6)形成作用連接，并在加法元件的正輸入端上連接動車加速度給定值(bsoll)或轉(zhuǎn)數(shù)給定值信號(nsoll)；d)其中將加速度實際值信號(bist)或轉(zhuǎn)數(shù)實際值信號(nist)輸送給加法元件(5)；e)具有用于搜索粘著力最大值的搜索邏輯單元(1)，它的輸入端與加速度或轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器(6)的輸出端或與傳動裝置(7)的轉(zhuǎn)矩實際值信號(Mist)的輸出端形成作用連接；f)其中設(shè)有第二加法元件(3)，它具有第一正輸入端，該端與搜索邏輯單元(1)的輸出端形成作用連接，并具有第二正輸入端，該端與傳動裝置(7)的轉(zhuǎn)數(shù)實際值信號(nist)的輸出端形成作用連接；g)其中第二加法元件(3)的輸出端與第一加法元件(5)的正輸入端形成作用連接其特征在于h)搜索邏輯單元是一個模糊調(diào)節(jié)器(1)，它根據(jù)轉(zhuǎn)矩給定值(Msoll)，它的時間導(dǎo)數(shù)及一個較早的加速度校正值(bkalt)，在其輸出端輸出一個現(xiàn)時的加速度校正值(bk)給第二加法元件(3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征在于傳動裝置(7)的轉(zhuǎn)數(shù)實際值信號(nist)的輸出端經(jīng)過一個微分元件(9)及一個連接其后的低通濾波器(8)與第二加法元件(3)形成作用連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的裝置，其特征在于第二加法元件(3)通過一個積分放大器(4)與第一加法元件(5)形成作用連接。
全文摘要
為了能對軌道或街道及道路的變化打滑狀況作出快速的動車傳動裝置(7)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)，而不必知道動車速度，使用了疊加轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)。用模糊調(diào)節(jié)器(1)來進行對最大粘著力的搜索動作，其輸入端與轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器(6)的輸出端相連，其輸出端向加法元件(3)輸出加速度校正值(b
文檔編號B60L3/10GK1111449SQ94190426
公開日1995年11月8日 申請日期1994年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月26日
發(fā)明者S·曼思, H·菅谷 申請人:Abb研究有限公司