【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 編碼方式不僅要求滿足遙控系統(tǒng)目前采用值班員給定推峰速度控 制機(jī)車(chē)工作的遙控方式的要求，并預(yù)留出今后推峰速度直接由計(jì) 算機(jī)送出的自控方式對(duì)信息的要求。控制命令編碼可以送出預(yù)先 推送作業(yè)中的慢預(yù)推、快預(yù)推、預(yù)推減速、預(yù)推停車(chē)等命令，主 推送作業(yè)的3?15km/h的速度命令、禁溜線慢推送（3km/h)、禁 溜線快推送（5km/h)、后退、停車(chē)、急停、下峰等命令。并還留 有一定的信息余量待今后使用。車(chē)輛編碼：為了能使機(jī)車(chē)在主推送作業(yè)中合理使用動(dòng)力，保 證機(jī)車(chē)走行速度的控制精度，在機(jī)車(chē)進(jìn)行推送作業(yè)過(guò)程中，地面 將不斷的向機(jī)車(chē)送出實(shí)際推送的車(chē)輛數(shù)，使機(jī)車(chē)設(shè)備可根據(jù)不同 的牽引車(chē)輛數(shù)確定其控制機(jī)車(chē)工作的控制程序，選擇合理的牽引 動(dòng)力,保證解體列車(chē)的速度變化平穩(wěn)及速度的控制精度。車(chē)輛數(shù)的編碼中按每5輛車(chē)為一個(gè)代碼。目前考慮推車(chē)最多車(chē)輛為65 輛，留有增加車(chē)輛的余量，在正常工作時(shí)，列車(chē)每解體減少5輛 車(chē)將變化一次車(chē)輛發(fā)送代碼，告知機(jī)車(chē)設(shè)備前方推送的實(shí)際車(chē)輛 數(shù)，直至解體剩余5輛車(chē)既發(fā)送的最少車(chē)輛代碼為5輛車(chē)。 機(jī)車(chē)送的表示信息碼如圖（4)所示：地址碼 表示信息碼 機(jī)車(chē)速度碼圖⑷地址碼；當(dāng)機(jī)車(chē)設(shè)備確認(rèn)地面發(fā)送的控制命令編碼中的地址 碼與機(jī)車(chē)接收的股道號(hào)一致，并確認(rèn)機(jī)車(chē)己執(zhí)行控制命令，機(jī)車(chē) 將向地面送車(chē)工作正確的地址碼表示，其編碼與地面發(fā)送的地址 碼完全相同。地面設(shè)備只有接受到正確的地址碼才能將機(jī)車(chē)工作 狀態(tài)顯示在地面設(shè)備及控制臺(tái)上，若不一致將會(huì)報(bào)警告訴工作錯(cuò) 誤。控制命令表示碼：機(jī)車(chē)在執(zhí)行了控制命令后，將把執(zhí)行的結(jié) 果送回地面進(jìn)行比較?？刂泼畋硎敬a方式及含意與地面發(fā)送的 控制命令碼完全相同機(jī)車(chē)走行速度碼：當(dāng)機(jī)車(chē)進(jìn)行主推送作業(yè)時(shí)，遙控設(shè)備工作 正常，它將不斷把機(jī)車(chē)的走行速度送到地面設(shè)備，使地面計(jì)算機(jī) 及值班員監(jiān)視機(jī)車(chē)的作業(yè)速度^速度代碼為從0?15kin/h，每隔 lkm/h為一個(gè)代碼，這樣，可在地面設(shè)備及控制臺(tái)上顯示出機(jī)車(chē) 主推時(shí)，由停車(chē)直至要求的速度的整個(gè)推峰解體速度變化過(guò)程。2. 發(fā)送方式：系統(tǒng)設(shè)計(jì)是按四推雙溜推峰作業(yè)方式，地面設(shè)備要同時(shí)控制 四條推送線上的機(jī)車(chē)進(jìn)行遙控工作，同時(shí)還考慮了雙推雙溜方式 的駝峰編組站及只有一臺(tái)機(jī)車(chē)作業(yè)的駝峰場(chǎng)的作業(yè)要求。編組站 中，由于很多作業(yè)均采用了無(wú)線電通話指揮系統(tǒng)，為了滿足編組 站無(wú)線通道的組網(wǎng)要求，機(jī)車(chē)無(wú)線遙控系統(tǒng)應(yīng)選用最少的信道來(lái) 實(shí)現(xiàn)控制功能，本系統(tǒng)選用了一組雙工無(wú)線頻道同時(shí)控制四臺(tái)機(jī) 車(chē)的作業(yè)，因此對(duì)每臺(tái)機(jī)車(chē)發(fā)送的控制命令是釆用時(shí)間分隔工作 的方法把控制電碼載入無(wú)線電載頻。車(chē)上設(shè)備接收到地面發(fā)送的 控制命令后將立即把機(jī)車(chē)執(zhí)行結(jié)果的表示信息回送給地面設(shè)備，其發(fā)送及接收信息的時(shí)間分配如圖（5)所示，從圖（5)所示可 知，對(duì)于每條推送線，地面發(fā)送信息及機(jī)車(chē)回發(fā)信息均有固定發(fā) 送時(shí)間，處于同步工作狀態(tài)。圖（5)發(fā)送及接收信息的時(shí)間分配地面設(shè)備處于載頻常發(fā)狀態(tài)，機(jī)車(chē)接到控制命令之后發(fā)送， 這樣在四臺(tái)機(jī)車(chē)同時(shí)工作，其每臺(tái)機(jī)車(chē)的回發(fā)信息是不會(huì)相互千 擾，保證釆用無(wú)線雙工頻道可同時(shí)控制四臺(tái)機(jī)車(chē)的遙控設(shè)備。本 系統(tǒng)的同步工作方式是通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的控制信息選用數(shù)字編 碼方式。C二）地面發(fā)送設(shè)備系統(tǒng)的地面信息采集、發(fā)送及系統(tǒng)監(jiān)測(cè)由無(wú)線電臺(tái)、控制計(jì) 算機(jī)、記軸踏板、推峰進(jìn)路聯(lián)鎖條件、控制臺(tái)的控制命令按鈕及 顯示等構(gòu)成。它的工作受站場(chǎng)聯(lián)鎖電路控制，并與過(guò)程控制計(jì)算 機(jī)交換有關(guān)的工作信息，完成對(duì)機(jī)車(chē)推峰工作的遙控及測(cè)試。地 面框圖如圖（6)所示： 15 北 京 交 通 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 遙控計(jì)算機(jī)釆用工業(yè)控制微機(jī)及接口設(shè)備組成。遙控計(jì)算機(jī) 從聯(lián)鎖電路采樣，由接口電路選出推峰作業(yè)股道：由控制臺(tái)按鈕 狀態(tài)或過(guò)程控制系統(tǒng)給定速度，確定控制命令的內(nèi)容及駝峰信號(hào) 的顯示；由過(guò)程控制計(jì)算機(jī)送入的鉤計(jì)劃作業(yè)單取得的車(chē)輛總數(shù) 及實(shí)際溜放車(chē)數(shù)進(jìn)行比較處理，確定機(jī)車(chē)推送的實(shí)際車(chē)輛數(shù)，然 后轉(zhuǎn)換為控制機(jī)車(chē)工作的控制編碼發(fā)送給機(jī)車(chē)，做為機(jī)車(chē)動(dòng)力控 制的一個(gè)依據(jù)，以保證推送速度控制的精度。同時(shí)，又從無(wú)線電 臺(tái)接收到機(jī)車(chē)遙控工作時(shí)的必要表示信息。這些發(fā)送及接收的信 息，經(jīng)遙控計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，將有關(guān)數(shù)據(jù)顯示在顯示器上并存盤(pán) 記錄1同時(shí)向駝峰信號(hào)樓控制臺(tái)送出有關(guān)信息。在系統(tǒng)發(fā)生故障 或使用發(fā)生問(wèn)題時(shí)，可以顯示分析系統(tǒng)工作過(guò)程，在系統(tǒng)不進(jìn)行 控制工作時(shí)，可對(duì)硬件進(jìn)行自檢測(cè)試。遙控計(jì)算機(jī)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行 接口或網(wǎng)絡(luò)與過(guò)程控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行有關(guān)信息交換。(三）機(jī)車(chē)設(shè)備系統(tǒng)的機(jī)車(chē)速度控制設(shè)備是由無(wú)線電車(chē)載臺(tái)、機(jī)車(chē)控制計(jì)算 機(jī)、股道號(hào)識(shí)別接收設(shè)備、機(jī)車(chē)執(zhí)行工作接口，制動(dòng)控制接口設(shè) 備，速度傳感器、顯示器及電源等組成。機(jī)車(chē)設(shè)備的框圖如圖（7) 所示：圖(7) 16 北 京 交 通 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ）機(jī)車(chē)控制計(jì)算機(jī)采用工業(yè)控制機(jī)。機(jī)車(chē)控制計(jì)算機(jī)不斷從車(chē) 載電臺(tái)接收控制命令，并從股道號(hào)識(shí)別接收設(shè)備取得機(jī)車(chē)所在股 道編碼信息。這兩個(gè)信息在機(jī)車(chē)控制計(jì)算機(jī)中進(jìn)行比較判識(shí)，若 兩者不同，則機(jī)車(chē)控制計(jì)算機(jī)不執(zhí)行地面送出的控制命令；只有 兩者完全一致時(shí)，才認(rèn)為地面發(fā)送的控制命令是本機(jī)車(chē)的控制命 令，機(jī)車(chē)顯示器才會(huì)顯示與地面信號(hào)一致的控制命令。此時(shí)，只 要司機(jī)按壓遙控按鈕，同意進(jìn)行遙控作業(yè)，機(jī)車(chē)將通過(guò)機(jī)車(chē)控制 計(jì)算機(jī)執(zhí)行控制命令。當(dāng)機(jī)車(chē)控制計(jì)算機(jī)接收到控制命令后，它 將與速度傳感器采集的實(shí)際推峰速度進(jìn)行比較，同時(shí)控制機(jī)車(chē)執(zhí) 行工作接口工作，并從執(zhí)行工作接口釆樣比較，使機(jī)車(chē)按控制命 令工作，當(dāng)機(jī)車(chē)控制計(jì)算機(jī)確認(rèn)機(jī)車(chē)工作正確，將在顯示器上顯 示有關(guān)內(nèi)容，并把有關(guān)顯示條件釆樣進(jìn)行比較，在全部無(wú)誤的前 提下，機(jī)車(chē)控制計(jì)算機(jī)通過(guò)車(chē)載電臺(tái)向地面設(shè)備送出執(zhí)行結(jié)果的 正確表示。如果機(jī)車(chē)設(shè)備發(fā)生故障，機(jī)車(chē)控制計(jì)算機(jī)將根據(jù)故障 情況向司機(jī)報(bào)警，同時(shí)通過(guò)車(chē)載電臺(tái)向地面送出故障信息。機(jī)車(chē)顯示器是為司機(jī)監(jiān)視遙控設(shè)備工作是否正常而設(shè)定的。 顯示器顯示的內(nèi)容包括有地面送出的控制命令內(nèi)容，機(jī)車(chē)在遙控 工作狀態(tài)下的機(jī)車(chē)工作有關(guān)顯示。在系統(tǒng)工作不正常時(shí)，它還具 有音響報(bào)警及燈光報(bào)警，提醒司機(jī)釆取應(yīng)急措施。速度傳感器是對(duì)機(jī)車(chē)速度取樣的設(shè)備，其結(jié)構(gòu)原理是在機(jī)車(chē) 車(chē)輪的輪軸上安裝一個(gè)光柵圓盤(pán)，盤(pán)面有柵孔，光柵的一面有發(fā) 光光源，光柵的另一面裝有接收裝置。當(dāng)光柵圓盤(pán)隨機(jī)車(chē)輪軸轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)，從光接收裝置處接收到被光柵所切的光脈沖，光脈沖經(jīng)光 17 電轉(zhuǎn)換處理成電脈沖，隨車(chē)輪轉(zhuǎn)速的不同，電脈沖的頻率也不同^ 通過(guò)計(jì)量脈沖的頻率，也就知道了車(chē)速。當(dāng)機(jī)車(chē)經(jīng)過(guò)該點(diǎn)式應(yīng)答器時(shí)，通過(guò)車(chē)載感應(yīng)器的觸發(fā)，應(yīng)答 器接收能量（電磁感應(yīng)原理)，并利用該能量，將預(yù)先寫(xiě)在應(yīng)答器 EPROM中的編碼以無(wú)線信號(hào)的形式發(fā)出，由車(chē)載感應(yīng)器接收，并 解讀，后經(jīng)接口電路處理送到機(jī)車(chē)設(shè)備內(nèi)的計(jì)算機(jī)內(nèi)寄存，作為 機(jī)車(chē)所在的地址。股道號(hào)接收電路是將機(jī)車(chē)感應(yīng)接收的股道信息 輸出送到移位寄存器，再將移位寄存器的內(nèi)容移入主機(jī)。感應(yīng)器是感應(yīng)接收鋼軌中流過(guò)的信息電流，作為一般的機(jī)車(chē) 信號(hào)所設(shè)的感應(yīng)器，是裝在機(jī)車(chē)前方，唯有推峰機(jī)車(chē)的感應(yīng)器， 是裝在機(jī)車(chē)的后方，位于后方排障器與第一對(duì)車(chē)輪之間，左右各一只口電源濾波器是為濾除110V機(jī)車(chē)直流電源中的干擾脈沖。因?yàn)?110V機(jī)車(chē)直流電路是供應(yīng)機(jī)車(chē)的電器設(shè)備的，在機(jī)車(chē)工作時(shí)，會(huì) 產(chǎn)生較大的干擾，因此遙控設(shè)備所用的110V必需經(jīng)濾波處理。 制動(dòng)控制器其工作原理框圖如圖（8)所示：圖（8)在遙控工作時(shí)，小閘大閘均在運(yùn)轉(zhuǎn)位。在遙控制動(dòng)及緩 解時(shí)，控制主機(jī)將控制制動(dòng)箱的電磁閥組，使其勵(lì)磁或釋放, 制動(dòng)控制箱根據(jù)電磁閥工作狀態(tài)輸出一定的壓力，經(jīng)雙向閥、 機(jī)車(chē)制動(dòng)作用閥控制制動(dòng)缸的壓力變化，從而達(dá)到機(jī)車(chē)的制 動(dòng)及緩解作用。司機(jī)由遙控變?yōu)槭挚貢r(shí)，可直接操縱小閘實(shí) 行機(jī)車(chē)制動(dòng)。當(dāng)前制動(dòng)控制器設(shè)計(jì)為選用三個(gè)電磁閥組成七個(gè)制動(dòng)壓 力等級(jí)。在遙控設(shè)備故障時(shí)可通過(guò)塞門(mén)切斷全部遙控制動(dòng)工 作變?yōu)闄C(jī)車(chē)原有制動(dòng)工作狀態(tài)。第四章建模方式：第一節(jié)相關(guān)知識(shí)介紹如果把進(jìn)氣過(guò)程和排氣過(guò)程的能量損失作為柴油機(jī)的一種機(jī) 械損失來(lái)考慮，則柴油機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)活塞所做的凈功即循環(huán)功可用圖圖形面積大小圖（1 一 1 一7)來(lái)表示因示功圖都用示功裝置測(cè)示，所以按圖形所得的循環(huán)功稱(chēng)為 指示功％。設(shè)氣缸工作容積是相當(dāng)于指示功的％的圖形面積可以用同樣大小的矩形面積凡匕來(lái)表示，即)^=凡匕。因V是固定值所以圮可以用一個(gè)想象的在一個(gè)沖程中不變的平均指示壓力幾來(lái)表示。即。％ =07?,的關(guān)系，式中amp。為循 環(huán)加熱量，7為指示熱效率。因此可有下式： 19 北 京 交 通 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ）p,=f (111)I二、柴油機(jī)的性能特點(diǎn)及其工作范圍柴油機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)所作的指示功稱(chēng)為指示功率。設(shè)柴油機(jī)的氣 缸數(shù)目為/,轉(zhuǎn)速為氣缸容積為平均指示壓力為/V則 對(duì)于四沖程柴油機(jī)不難寫(xiě)出N = = (116)120 J 120 W式中所使用的單位為：GO3) 。 pe{Pa) 。 n 0/min)對(duì)既定結(jié)構(gòu)的柴油機(jī)，F(xiàn)A和。?是定值，因此上式可以寫(xiě)成?^,=常數(shù)八72 (117)%是根據(jù)氣缸的指示功計(jì)算出來(lái)的氣缸功率，但從柴油機(jī)的使用角度看，我們需要的是從曲軸輸出的有用功率或通稱(chēng)有效功率Nt,顯然％是大于的，因?yàn)楣β试趶幕钊角S的傳遞過(guò)程中存在著機(jī)械損失：機(jī)械損失功率包括：柴油機(jī)內(nèi)部各運(yùn)動(dòng)零 件間(如活塞同氣缸壁面、曲軸同主軸承等)的摩擦損失，柴油機(jī) 為維持獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)所必需消耗的驅(qū)動(dòng)內(nèi)部機(jī)構(gòu)(如配氣機(jī)構(gòu)等)和附 屬設(shè)備(如冷卻水泵、滑油泵等)的功率，以及消耗于進(jìn)、排氣過(guò)程的泵氣損失等等。如果用一個(gè)機(jī)械效率i來(lái)概括這些機(jī)械損 失，那么曲軸上的有效功率可以表達(dá)為：據(jù)此，對(duì)義同樣可以寫(xiě)成Nt =常數(shù)x pt xnx7]m交流繞組的一些基本知識(shí)和基本量(一）電角度與機(jī)械角度電機(jī)周?chē)趲缀紊戏殖?60176。,這個(gè)角度稱(chēng)為機(jī)械角度。從電 磁觀點(diǎn)來(lái)看，若磁場(chǎng)在空間按正弦波分布，則經(jīng)過(guò)N,S —對(duì)磁極 恰好相當(dāng)于正弦曲線的一個(gè)周期。如有導(dǎo)體去切割這種磁場(chǎng)，經(jīng) 過(guò)N，S —對(duì)磁極，導(dǎo)體中所感應(yīng)產(chǎn)生的正弦電動(dòng)勢(shì)的變化亦為一 個(gè)周期，變化一個(gè)周期即經(jīng)過(guò)360176。電角度，因而一對(duì)磁極占有的 空間是360176。電角度。若電機(jī)有p對(duì)磁極，電機(jī)圓周按電角度計(jì)算 就為p*360176。,而機(jī)械角度總是360。,因此 電角度=P*機(jī)械角度(二）線圈組成交流繞組的單元是線圈，習(xí)慣上不像直流電機(jī)那樣稱(chēng)為 元件。線圈由一匝或多匝串聯(lián)而成，它有兩個(gè)引出線，一個(gè)叫首 端，另一個(gè)叫末端。(三）節(jié)距—個(gè)線圈的兩個(gè)邊所跨定子圓周上的距離稱(chēng)為節(jié)距，用amp。表 示，一般用槽數(shù)計(jì)算。節(jié)距應(yīng)接近極距r。的繞組稱(chēng)為整距繞組，的繞組稱(chēng)為短距繞組，amp。 r的繞組稱(chēng)為長(zhǎng)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(nèi)周上,是均勻分布的。如Q,為定子槽數(shù)，p為極對(duì)數(shù)，則槽距角/7360176。 a = (五）每極每相槽數(shù)q每一個(gè)極下每相繞組所占的槽數(shù)，成為每極每相槽數(shù)，用符 號(hào)q表示，2 pm式中m——相數(shù)。 21 北 京 交 通 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 三相交流同步發(fā)電機(jī)：同步機(jī)是一種交流電機(jī)，其特點(diǎn)是在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)速n與定子電流的頻率/有著嚴(yán)格不變的關(guān)系，即：W =P磁極在定子中逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使在靠近鐵心內(nèi)表面的槽里的導(dǎo) 體A產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)用空間角度^來(lái)衡量轉(zhuǎn)子表面的空間距離，如果電機(jī)有/對(duì) 主磁極，即p對(duì)極電機(jī)，對(duì)應(yīng)的總空間電角度為0X360176。，而機(jī) 械角P永遠(yuǎn)是360176。, :.cc=jP?；ù琶?, =5m sincr = _6 ? sin —x m mT方?為8的最大值，a為電角度。 e BJv式為氣隙磁密，/為切割磁感線的導(dǎo)體有效長(zhǎng)度，V導(dǎo)體垂直切割磁感應(yīng)線的相對(duì)線速度。(0 =27qjn/60 單位：rad/s 或=360pw/60 ( 176。)/s當(dāng)時(shí)間過(guò)了 t秒后，導(dǎo)體A移到了 a處，這時(shí)a = 則氣 隙磁密為：Bx Bn sin a =Bmsm0 t于是導(dǎo)體A中感應(yīng)的基波電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為 e = BJv = BJv sin co t = Em sin a 1 = j2Esm a t式中是導(dǎo)體中基波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，E是基波 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值。當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈，由于轉(zhuǎn)子上有；?對(duì)主磁極，導(dǎo)體A 中基波電動(dòng)勢(shì)變化了；?周，己知電機(jī)每秒轉(zhuǎn)了 n/60轉(zhuǎn)，所以導(dǎo)體A基波電動(dòng)勢(shì)的頻率f 為：/ = /?n/60 (Hz)用頻率f來(lái)表示轉(zhuǎn)子的電角速度必時(shí)有：co=27ipnl6Q = 2對(duì) (rad/s)導(dǎo)體中感應(yīng)基波電動(dòng)勢(shì)的最大值為：K = BJv =營(yíng) 0^)/(2/) = KfBJz = ?式中=amp。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(nèi)表面用長(zhǎng)度表示的極距。導(dǎo)體基波電動(dòng)勢(shì)（有效值）為 E = ~ ~ )的單位是Wb。E的單位是V。整距線圈的基波電動(dòng)勢(shì)為：amp。 = 2五=2 x ) = 如果線匝不止一匝，而是灰y匝串聯(lián)，就稱(chēng)為線圈。一個(gè)線圈兩邊 的距離％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(yīng)電動(dòng)勢(shì)為163。y = fWy^電機(jī)每對(duì)極下的每相基波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Eax = lEykq =4A4fqWykq^式中五,為整