列车制动的排风控制装置及方法与流程

技术特征：

1.一种列车制动的排风控制装置，其特征是，包括设于列车上的列车管(1)，控制器(2)，与列车管连通的管路(3)，设于管路上的压力传感器(4)，压力反馈控制电路(5)，设于管路的排气口前部的流量控制体(6)；流量控制体包括驱动电路(61)、m个并联的电控开关阀(62)，m≥2；压力反馈控制电路的信号输入端与压力传感器的信号输出端电连接，压力反馈控制电路分别与控制器和驱动电路电连接，驱动电路分别与各个电控开关阀连接。

2.根据权利要求1所述的列车制动的排风控制装置，其特征是，m个并联的电控开关阀的通道横截面积依次为a，2a，4a，8a，...，2^m-1a。

3.根据权利要求2所述的列车制动的排风控制装置，其特征是，压力反馈控制电路包括第一信号放大电路(51)、第二信号放大电路(52)、第一控制开关K、第三信号放大电路(53)、减法电路(54)、电容C和滑动变阻器R；第一信号放大电路的输入端与压力传感器的信号输出端电连接，第一信号放大电路的输出端分别与第一控制开关K一端和第二信号放大电路的输入端电连接，第一控制开关K另一端分别与电容C一端、第三信号放大电路的输入端、滑动变阻器R的一个固定端和中间抽头电连接，电容C另一端和滑动变阻器R的另一个固定端接地，第二信号放大电路和第三信号放大电路的输出端均与减法电路电连接，减法电路与驱动电路电连接，第一控制开关K与控制器电连接。

4.根据权利要求2所述的列车制动的排风控制装置，其特征是，压力反馈控制电路包括模数转换器(55)、单片机(56)、第二控制开关(57)和数模转换器(58)；模数转换器、单片机、数模转换器和驱动电路依次电连接，压力传感器的信号输出端与数模转换器的信号输入端电连接，第二控制开关两端分别与控制器和单片机连接。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的列车制动的排风控制装置，其特征是，电控开关阀为可调流量阀、可调口径阀、比例阀或伺服阀。

6.一种基于权利要求3所述的列车制动的排风控制装置的方法，其特征是，包括如下步骤：

控制器中设有由m个并联的电控开关阀的通道截面积组合成的(2^m-1)个流量控制体横截面积，(2^m-1)个流量控制体横截面积分别为a，2a，3a，...，(2^m-1)a；每个流量控制体横截面积均与若干个电控开关阀的组合相对应；

(6-1)调节滑动变阻器R的中间抽头的位置，确定滑动变阻器R与第三信号放大器连接端的电压V2的下降速度；

(6-2)控制器控制第一控制开关K闭合，使第二信号放大器输出的电压V1与V2相等，驱动电路控制各个电控开关阀均关闭；

(6-3)当排风开启指令下达时，控制器控制第一控制开关K断开，V2随着电容C的放电而逐步下降；

(6-4)减法电路输出V1和V2之间的电压差值至驱动电路中，随着时间的延长，V2逐渐下降，电压差值逐渐增大，驱动电路控制相应的电控开关阀打开，使流量控制体横截面积逐渐增大，从管路的排气口排出的气体量逐渐增加；

(6-5)气体量的排出使管压力下降，经压力传感器变换后，使得V1下降，转入步骤(6-4)，达到V1始终跟随V2下降的目的，直至V1与V2相等；第一控制开关K断开的时间达到T2后，转入步骤(6-2)。

7.一种基于权利要求4所述的列车制动的排风控制装置的方法，其特征是，包括如下步骤：

控制器中设有由m个并联的电控开关阀的通道截面积组合成的(2^m-1)个流量控制体横截面积，(2^m-1)个流量控制体横截面积分别为a，2a，3a，...，(2^m-1)a；每个流量控制体横截面积均与若干个电控开关阀的组合相对应；

(7-1)压力传感器检测的模拟信号经过模数转换器转换成数字信号，数字信号输入单片机中；

(7-2)当排风指令下达时，控制器控制第二控制开关闭合，单片机确认第二控制开关闭合后，单片机开始计算单位时间内变量V2的递减幅度，并将压力传感器检测到的压力存入变量V1；

(7-3)单片机计算V2与V1的差值幅度，幅度逐渐增大，输出对应的驱动信号给驱动电路控制相应的电控开关阀打开，使流量控制体横截面积逐渐增大，从管路的排气口排出的气体量逐渐增加；

(7-4)气体量的排出使管压力下降，经压力传感器变换后，使得变量V1下降，转入步骤(7-3)，达到V1始终跟随V2下降的目的；

(7-5)第二控制开关闭合的时间达到T3后，控制器控制第二控制开关断开，单片机确认第二控制开关断开后，单片机通过驱动电路控制各个电控开关阀均闭合。

8.根据权利要求6或7所述的列车制动的排风控制装置的方法，其特征是，还包括设于压力传感器和第一信号放大器之间的处理器，还包括如下步骤：

在处理器中对压力传感器的检测信号进行如下处理：

对于检测信号中的每个时刻t，计算机计算t-T时刻至t时刻的电压幅度均值VU(t)、电压幅度最大值MA(t)和电压幅度最小值MI(t)；

设定

$V1\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{\θ}\left(t\right)& MA\left(t\right)\≥MI\left(t\right)\\ 360-\mathrm{\θ}\left(t\right)& MA\left(t\right)\<MI\left(t\right)\end{array}\right.,$

$V2\left(t\right)=1-\frac{5}{\left(\right|VU\left(t\right)|+|MA\left(t\right)|+|MI\left(t\right)\left|\right)}min\left(VU\right(t),MA(t),MI(t\left)\right),$

$V3\left(t\right)=0.45\sqrt{n^2\left(t\right)+{\mathrm{MA}}^2\left(t\right)+{\mathrm{MI}}^2\left(t\right)},$

$V\left(t\right)=\sqrt{\frac{V1\left(t\right)+\sqrt{V{2}^2\left(t\right)-V{3}^2\left(t\right)}}{V1\left(t\right)-\sqrt{V{2}^2\left(t\right)-V{3}^2\left(t\right)}}};$

其中，处理器将经过修正处的检测信号V(t)输送给第一信号放大器。