公开(公告)号：CN106292274B

公开(公告)日：2019-05-10

申请号：CN201610946033.4

申请日：2016-11-02

Applicant: 湖南工业大学

Inventor： 张昌凡 ,  孙健 ,  何静 ,  谭海湖 ,  黄刚 ,  赵凯辉 ,  李祥飞 ,  豆兵兵 ,  刘树灿 ,  左新甜

IPC: G05B13/02

Abstract: 本发明公开了一种级联滑模观测器及其粘着系数和导数的估计方法，所述级联滑模观测器包括：负载转矩观测器和负载转矩导数观测器；首先建立重载机车运行过程中的动力学模型，根据电机转矩平衡方程建立粘着控制系统状态方程，提出由负载转矩估算粘着系数方案；然后，设计了级联滑模观测器，并借助Lyapunov稳定性理论证明其稳定性；再利用滑模变结构等值控制原理，建立了估计粘着系数及其导数算法。本发明避免了对信号进行直接微分计算；根据滑模变结构等值原理对负载转矩导数进行估算，并给出了抑制滑模观测器抖振的方法；算法简单，易于实现；通过仿真和实验，观测值与实际值吻合，验证了该算法的有效性。

公开(公告)号：CN107219775A

公开(公告)日：2017-09-29

申请号：CN201710502885.9

申请日：2017-06-27

Applicant: 湖南工业大学

Inventor： 何静 ,  孙健 ,  张昌凡 ,  刘建华 ,  刘光伟 ,  吴公平 ,  林真珍 ,  刘树灿

IPC: G05B17/02

CPC classification number: G05B17/02

Abstract: 本发明公开了一种重载机车多级空转故障检测方法，其包括以下步骤：首先，根据不同空转现象，对空转故障进行等级划分；然后，通过分析轮轨面粘着特性曲线，根据机车运行工作状态，采用轮对角加速度、牵引力矩导数、粘着系数导数的组合方法对机车空转故障进行检测与分类。本发明采用粘着系数导数作为判据，对空转的发生具有预判功能；对机车轮对空转进行多级故障检测，旨在指导机车粘着系统对牵引转矩的多级调节；避免了使用机车车体速度信号，大大提高了算法的可靠性。而且该算法结构简单，易于实现，并且通过仿真验证了该检测方法的有效性。

公开(公告)号：CN106292274A

公开(公告)日：2017-01-04

申请号：CN201610946033.4

申请日：2016-11-02

Applicant: 湖南工业大学

Inventor： 张昌凡 ,  孙健 ,  何静 ,  谭海湖 ,  黄刚 ,  赵凯辉 ,  李祥飞 ,  豆兵兵 ,  刘树灿 ,  左新甜

IPC: G05B13/02

CPC classification number: G05B13/024

Abstract: 本发明公开了一种级联滑模观测器及其粘着系数和导数的估计方法，所述级联滑模观测器包括：负载转矩观测器和负载转矩导数观测器；首先建立重载机车运行过程中的动力学模型，根据电机转矩平衡方程建立粘着控制系统状态方程，提出由负载转矩估算粘着系数方案；然后，设计了级联滑模观测器，并借助Lyapunov稳定性理论证明其稳定性；再利用滑模变结构等值控制原理，建立了估计粘着系数及其导数算法。本发明避免了对信号进行直接微分计算；根据滑模变结构等值原理对负载转矩导数进行估算，并给出了抑制滑模观测器抖振的方法；算法简单，易于实现；通过仿真和实验，观测值与实际值吻合，验证了该算法的有效性。

公开(公告)号：CN110095979B

公开(公告)日：2022-08-30

申请号：CN201810084763.7

申请日：2018-01-29

Applicant: 湖南工业大学

Inventor： 何静 ,  何云国 ,  张昌凡 ,  史来诚 ,  刘树灿

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种基于非对称Barrier Lyapunov函数高速列车粘着防滑控制方法，首先设计混合控制器并在控制器的设计中引入非对称Barrier Lyapunov函数；然后设计变步长搜索算法，并且采用滑模观测器对轮轨间的粘着状态作近似估计；混合控制器包括非对称Barrier Lyapunov函数控制器和滑模控制器；对期望跟踪目标的搜索包括采用滑模观测器对粘着力矩、粘着系数及其导数的观测和变步长期望值搜索策略的设计；其中变步长期望值搜索策略仅依靠高速列车运行中自身状态来设定目标区域约束条件和设计搜索步长；本发明不仅能够避免高速列车在行驶过程中可能发生的车轮滑行现象，并且若列车车轮蠕滑速度的初始状态不位于粘着区域内也能实现轮轨的再粘着控制，实现全局稳定的蠕滑速度跟踪防滑控制。

公开(公告)号：CN110095979A

公开(公告)日：2019-08-06

申请号：CN201810084763.7

申请日：2018-01-29

Applicant: 湖南工业大学

Inventor： 何静 ,  何云国 ,  张昌凡 ,  史来诚 ,  刘树灿

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种基于非对称Barrier Lyapunov函数高速列车粘着防滑控制方法，首先设计混合控制器并在控制器的设计中引入非对称Barrier Lyapunov函数；然后设计变步长搜索算法，并且采用滑模观测器对轮轨间的粘着状态作近似估计；混合控制器包括非对称Barrier Lyapunov函数控制器和滑模控制器；对期望跟踪目标的搜索包括采用滑模观测器对粘着力矩、粘着系数及其导数的观测和变步长期望值搜索策略的设计；其中变步长期望值搜索策略仅依靠高速列车运行中自身状态来设定目标区域约束条件和设计搜索步长；本发明不仅能够避免高速列车在行驶过程中可能发生的车轮滑行现象，并且若列车车轮蠕滑速度的初始状态不位于粘着区域内也能实现轮轨的再粘着控制，实现全局稳定的蠕滑速度跟踪防滑控制。

公开(公告)号：CN108583555A

公开(公告)日：2018-09-28

申请号：CN201810502198.1

申请日：2018-05-23

Applicant: 湖南工业大学

Inventor： 何静 ,  殷晓飞 ,  张昌凡 ,  刘建华 ,  赵凯辉 ,  刘树灿

IPC: B60T13/74

Abstract: 本发明属于控制系统或其部件的检验或监视技术领域，公开了一种基于一致性理论高速列车分布式协同制动控制方法及系统，包括平衡状态控制输入单元、分布式协同控制器；平衡状态控制输入单元的输出端及分布式协同控制器的输出端之和与DSP控制单元的输入端连接；平衡状态控制输入单元，包括微分器、控制输入计算单元来实现平衡状态的控制输入计算；分布式协同控制器，包括位移牵制控制单元、速度牵制控制单元、速度同步误差控制器实现位移、速度的一致性跟踪控制得到相应的控制输入；本发明相邻两节车厢的位移差处于安全距离内并趋于稳定。且具有结构简单、对执行器具有可实现性，进一步提高了整个系统的可靠性和稳定性。

公开(公告)号：CN206369684U

公开(公告)日：2017-08-01

申请号：CN201621170701.0

申请日：2016-11-02

Applicant: 湖南工业大学

Inventor： 张昌凡 ,  孙健 ,  何静 ,  谭海湖 ,  黄刚 ,  赵凯辉 ,  刘光伟 ,  刘树灿 ,  殷晓飞

IPC: G01N19/04

Abstract: 本实用新型涉及一种智能型的粘着系数及其导数测量系统，包括对电机的基本电压、电流、角位移进行测量，测量中采用高精度的传感器的机车牵引电机基本参数检测仪；与机车牵引电机基本参数检测仪相连接，用于将高精度传感器测量的数据作为观测器的原始数据进行计算的数据传输与通信机；与数据传输与通信机相连接，用于参数的显示及调整的上位机。该智能型的粘着系数及其导数测量系统解决了负载转矩变化率不为零的粘着系数及其导数的测量；观测器采用滑模变结构观测器。利用滑模变结构的强鲁棒性，和易于工程实现，达到更优的测量性能。通过上位机实时调整机车和轮轨参数，具备通信接口，该测试系统还可用于网络化的测试控制系统。