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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
随着我国高速铁路的快速发展，对高速铁路铺轨作业设备的自动化水平、作业质量、操纵灵活性和安全舒适等方面提出了更高的要求。论文针对高速铁路铺轨机研制工作的技术需求，结合我国铁路建设的特点，对全自动高速铁路铺轨机装备研制中的关键技术进行了分析，在开发的DPG50型高速铁路铺轨机组样机的基础上，围绕基于现场总线网络的铺轨机控制系统的规划设计、铺轨机自动导向控制、多轴驱动牵引力匹配与驱动防滑控制、高精度布枕作业控制以及多机作业状态监测与协调控制等关键技术题目进行了如下研究： 首先结合高速铁路铺轨施工工况和作业要求，确定了铺轨机牵引驱动方案，设计了泵控马达静液压驱动系统、转向液压系统和布枕作业液压系统。通过牵引力和整机功率计算，确定了相关液压参数、液压元件和发动机型号。采用现场总线互连，控制分散的阀、泵或马达等执行机构，构成一个基于总线网络的分布式电液比例计算机控制系统，实现了大型铺轨作业车辆的多种作业机构综合控制。铺轨机牵引驱动采用分布式驱动，其牵引驱动系统包括履带泵控马达系统和轮轨泵控马达系统两部分。牵引驱动液压系统的控制目标是在不同工况下实现对给定速度的跟踪和两套泵控马达系统所提供的牵引力保持给定的匹配关系。根据牵引驱动系统的控制目标，本文建立了铺轨机驱动系统的数学模型，提出了工程上易于实现的速度和力的复合控制策略，分别设计了数字PID控制算法和模糊PID控制算法，实现了铺轨机速度同步、牵引力匹配和驱动防滑的控制。采用AMESim软件和MATLAB/Simulink软件分别建立了牵引驱动液压系统和控制系统的数学模型，使用联合仿真的方法对系统的控制性能进行了仿真分析。铺轨机的牵引履带采用铰接的方式与车体连接，转向控制采用电液比例控制，利用电液比例阀对转向油缸进行控制，进而通过控制油缸的位移来实现铰接式车辆的转向，其转向系统要求具有自动导向功能。文中建立了铰接式液压动力转向系统的数学模型，进行了必要的仿真分析，阐述了车辆路径信息的提取方法，进而提出了整个系统的控制策略，设计了模糊控制算法、数字PID控制算法和神经网络PID控制算法，并分别进行了计算机仿真。结果表明，本文设计的控制算法都可以满足铺轨机对给定路径跟踪的控制要求，基于神经网络PID控制效果更好。为保证铺轨机高精度布枕作业，采用基于行程轮编码器触发、时序控制布枕机构动作和轨枕输送链与行车速度匹配的方法，设计了布枕作业控制系统。建立了布枕作业系统中核心环节输送链阀控马达系统数学模型，设计的基于阈值型的模糊PID控制算法，结合了普通PID控制精度高而模糊控制器响应速度快的特点，对变负载的阀控马达系统中由于负载变化引起的系统参数变化引起系统的震荡起到了很好的控制作用。设计了基于偏差耦合的多输送链马达速度同步协调的控制策略，保证了枕木输送的精度。最后在前述工作的基础上，开发了基于总线网络环境的铺轨机多机作业监控系统，监控系统以SPT-K系列控制器为控制系统核心，并采用CAN总线连接各个控制设备，实现了铺轨机行驶速度同步、牵引力匹配、自动转向和布枕作业的协调控制，同时具有作业状态监控和故障诊断等功能。上述研究成果以及开发的铺轨机电液控制系统形成了具有自主知识产权的技术，已在我国第一台长轨条全自动铺轨机DPG500型铺轨机上装机应用。该机组在“达-成”客运专线线路上铺轨200km，显著提高了作业效率和布枕质量，运行效果良好。 |
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发表于 2022-9-1 18:19:03
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