一种列车牵引系统的震荡抑制方法和装置与流程

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种列车牵引系统的震荡抑制方法和装置。

背景技术：

随着城市轨道交通系统客流量以及发车密度的增加，城市轨道交通列车的需求日益增大，城市轨道交通系统复杂程度日益增加。一方面，当前我国多数大运量城市轨道交通线路中存在牵引系统拓扑与控制特性不同的列车并存混跑的局面，同一城市不同时期修建的线路也提出了跨线运营的需求，但是各个设备供应商的牵引系统之间以及牵引系统与牵引供电系统之间不可避免地存在匹配性问题；另一方面，城市轨道交通牵引供电系统与城市电网之间存在紧密耦合关系，在外部扰动或者发车密度大、列车载荷高以及列车工况突变情况下，由于列车的加速减速过程易产生网压波动的情况，当此类不匹配或者网压波动情形下表现出来的网侧电压波动的特征频率接近牵引系统网侧的固有振荡频率时，容易导致列车牵引系统中牵引变流器的输入牵引电压以及牵引变流器内部牵引设备的支撑电容侧电压震荡，导致牵引电机输出转矩脉动，严重影响乘客舒适度，危及城市轨道交通牵引系统的运行安全。

技术实现要素：

本发明提供一种列车牵引系统的震荡抑制方法和装置，以解决城市轨道交通不同设备供应商的牵引系统之间以及牵引系统与牵引供电系统之间的匹配性问题，消除由于系统与设备之间的不匹配造成牵引电机输出转矩脉动，提高城市轨道交通牵引系统的运行安全以及乘客舒适度。

为了达到上述目的，本发明提供了一种列车牵引系统的震荡抑制方法，该抑制方法包括：获取列车牵引变流器的输入牵引电压、支撑电容侧电压、输入电流以及列车当前的第一牵引制动级位信号；分别对所述输入牵引电压、所述支撑电容侧电压和输入电流进行带通滤波，得到与所述输入牵引电压、所述支撑电容侧电压和输入电流对应的特征含量，并根据所述对应的特征含量分别计算出所述变流器的输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度以及所述输入电流的畸变度；根据所述输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度和所述输入电流的畸变度，判断是否需要调整牵引电机输出力矩，若是，则将所述第一牵引制动级位信号进行修正，得到第二牵引制动级位信号；根据所述第二牵引制动级位信号调整牵引电机输出力矩。

进一步地，所述分别对所述输入牵引电压、所述支撑电容侧电压和输入电流进行带通滤波，得到与其对应的特征含量，并根据所述对应的特征含量分别计算出所述变流器的输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度以及所述输入电流的畸变度具体包括：

通过下述公式计算所述输入牵引电压的畸变度：

其中，σugrid为变流器的输入牵引电压的畸变度，为频率在第一频率区间内的变流器的输入牵引电压的特征含量，为频率在第二频率区间内的变流器的输入牵引电压的特征含量；

通过下述公式计算所述支撑电容侧电压的畸变度：

其中，σuc为变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的畸变度，为频率在第一频率区间内的变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的特征含量，为频率在第二频率区间内的变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的特征含量；

通过下述公式计算所述输入电流的畸变度：

其中，σidc为变流器的输入电流的畸变度，为频率在第一频率区间内的变流器的输入电流的特征含量，为频率在第二频率区间内的变流器的输入电流的特征含量。

进一步地，所述判断是否需要调整牵引电机输出力矩具体包括：

当所述输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度以及所述输入电流的畸变度中任意一个畸变度超过第一预设值时，则需要调整牵引电机输出力矩；

当所述输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度以及所述输入电流的畸变度均小于第二预设值时，则不需要调整牵引电机输出力矩。

进一步地，所述将所述第一牵引制动级位信号进行修正，得到第二牵引制动级位信号具体包括：

当列车处于牵引工况下时，根据所述输入牵引电压的畸变度和所述输入电流的畸变度，计算第一修正系数；

根据所述第一修正系数和所述第一牵引制动级位信号，计算所述第二牵引制动级位信号；

其中，计算所述第一修正系数的公式为：

δ1＝(σugrid-σidc)³，

其中，δ1为第一修正系数，σugrid为变流器的输入牵引电压的畸变度，σidc为变流器的输入电流的畸变度；

计算所述第二牵引制动级位信号的公式为：

s'＝(1+δ1)×s，

其中，s′为第二牵引制动级位信号，s为第一牵引制动级位信号，δ1为第一修正系数。

进一步地，所述将所述第一牵引制动级位信号进行修正，得到第二牵引制动级位信号具体还包括：

当列车处于制动工况下时，根据所述支撑电容侧电压和所述输入电流的畸变度，计算第二修正系数；

根据所述第二修正系数和所述第一牵引制动级位信号，计算所述第二牵引制动级位信号；

其中，计算所述第二修正系数的公式为：

δ2＝(σuc-σidc)³，

其中，δ2为第二修正系数，σuc为变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压，σidc为变流器的输入电流的畸变度；

计算所述第二牵引制动级位信号的公式为：

s'＝(1-δ2)×s，

其中，s′为第二牵引制动级位信号，s为第一牵引制动级位信号，δ2为第二修正系数。

此外，本发明还提供了一种列车牵引系统的震荡抑制装置，该抑制装置包括：

获取模块，用于获取列车牵引变流器的输入牵引电压、支撑电容侧电压、输入电流以及列车当前的第一牵引制动级位信号；

计算模块，用于分别对所述输入牵引电压、所述支撑电容侧电压和输入电流进行带通滤波，得到与所述输入牵引电压、所述支撑电容侧电压和输入电流对应的特征含量，并根据所述对应的特征含量分别计算出所述变流器的输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度以及所述输入电流的畸变度；

处理模块，用于根据所述输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度和所述输入电流的畸变度，判断是否需要调整牵引电机输出力矩，若是，则将所述第一牵引制动级位信号进行修正，得到第二牵引制动级位信号；

处理模块，还用于根据所述第二牵引制动级位信号调整牵引电机输出力矩。

进一步地，所述计算模块，用于通过下述公式计算所述输入牵引电压的畸变度：

其中，σugrid为变流器的输入牵引电压的畸变度，为频率在第一频率区间内的变流器的输入牵引电压的特征含量，为频率在第二频率区间内的变流器的输入牵引电压的特征含量；

所述计算模块，用于通过下述公式计算所述支撑电容侧电压的畸变度：

其中，σuc为变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的畸变度，为频率在第一频率区间内的变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的特征含量，为频率在第二频率区间内的变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的特征含量；

所述计算模块，用于通过下述公式计算所述输入电流的畸变度：

其中，σidc为变流器的输入电流的畸变度，为频率在第一频率区间内的变流器的输入电流的特征含量，为频率在第二频率区间内的变流器的输入电流的特征含量。

进一步地，所述处理模块，具体用于：

当所述输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度以及所述输入电流的畸变度中任意一个畸变度超过第一预设值时，则需要调整牵引电机输出力矩；

当所述输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度以及所述输入电流的畸变度均小于第二预设值时，则不需要调整牵引电机输出力矩。

进一步地，所述处理模块，具体用于：

当列车处于牵引工况下时，根据所述输入牵引电压的畸变度和所述输入电流的畸变度，计算第一修正系数；

根据所述第一修正系数和所述第一牵引制动级位信号，计算所述第二牵引制动级位信号；

其中，计算所述第一修正系数的公式为：

δ1＝(σugrid-σidc)³，

其中，δ1为第一修正系数，σugrid为变流器的输入牵引电压的畸变度，σidc为变流器的输入电流的畸变度；

计算所述第二牵引制动级位信号的公式为：

s'＝(1+δ1)×s，

其中，s′为第二牵引制动级位信号，s为第一牵引制动级位信号，δ1为第一修正系数。

进一步地，所述处理模块，具体用于：

当列车处于制动工况下时，根据所述支撑电容侧电压和所述输入电流的畸变度，计算第二修正系数；

根据所述第二修正系数和所述第一牵引制动级位信号，计算所述第二牵引制动级位信号；

其中，计算所述第二修正系数的公式为：

δ2＝(σuc-σidc)³，

其中，δ2为第二修正系数，σuc为变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压，σidc为变流器的输入电流的畸变度；

计算所述第二牵引制动级位信号的公式为：

s'＝(1-δ2)×s，

其中，s′为第二牵引制动级位信号，s为第一牵引制动级位信号，δ2为第二修正系数。

本发明提供的一种列车牵引系统的震荡抑制方法和装置，通过监测列车牵引系统中牵引变流器输入牵引网压、支撑电容侧电压以及输入直流电流对应的特征含量，根据对应的特征含量计算相应网压、电压以及电流的畸变度，根据畸变度对对牵引变流器后级输出力矩进行微调，从而抑制牵引系统直流侧震荡，解决城市轨道交通不同设备供应商的牵引系统之间以及牵引系统与牵引供电系统之间的匹配性问题，消除由于系统与设备之间的不匹配造成牵引电机输出转矩脉动，提高了城市轨道交通牵引系统运行安全及乘客舒适度。

附图说明

图1为本发明实施例的抑制方法的示意性流程图；

图2为本发明实施例的抑制装置的示意性结构图之一；

图3为本发明实施例的抑制装置的示意性结构图之二；

图4为本发明实施例的抑制装置的示意性结构图之三；

图5为本发明实施例的抑制装置的示意性结构图之四；

图6为本发明实施例的抑制装置的示意性结构图之五。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例一

如图1所示，图1为本发明实施例的抑制方法的示意性流程图。本发明实施例提供了一种列车牵引系统的震荡抑制方法，该抑制方法包括：

110、获取列车牵引变流器的输入牵引电压、支撑电容侧电压、输入电流以及列车当前的第一牵引制动级位信号；

120、分别对所述输入牵引电压、所述支撑电容侧电压和输入电流进行带通滤波，得到与所述输入牵引电压、所述支撑电容侧电压和输入电流对应的特征含量，并根据所述对应的特征含量分别计算出所述变流器的输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度以及所述输入电流的畸变度；

130、根据所述输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度和所述输入电流的畸变度，判断是否需要调整牵引电机输出力矩，若是，则将所述第一牵引制动级位信号进行修正，得到第二牵引制动级位信号；

140、根据所述第二牵引制动级位信号调整牵引电机输出力矩。

需要说明的是，本发明实施例应用但不局限于城市轨道交通以及列车车辆专业技术领域。

本发明实施例提供的一种列车牵引系统的震荡抑制方法和装置，输入量为列车牵引系统中牵引变流器的输入牵引电压、列车牵引系统内部牵引模块的支撑电容侧电压、输入直流电流的采样值以及列车当前的牵引制动级位信号，输出量为修正后的列车的牵引制动级位信号。其中，级位信号为指令值，将级位信号输入至牵引变流器，通过牵引变流器来编程列车实际的牵引制动力矩。

(1)本发明实施例提供的抑制方法和装置，可以独立于列车牵引系统的既有设备安装，并且对于当前主流厂家的牵引变流器具有普适性。

(2)本发明实施例提供的抑制方法和装置，在城市轨道交通牵引系统稳态运行工况下对牵引电机的输出力矩没有影响，只在列车动态运行工况下发生直流侧震荡时起作用，不会对列车稳态的动力学性能(例如：加减速度、制动距离以及最高运行速度)造成影响。

(3)本发明实施例提供的抑制方法和装置，在城市轨道交通牵引系统工作过程中，通过修正列车牵引制动的级位信号微调牵引系统中牵引电机的输出力矩，从而完成直流侧震荡的抑制功能，本发明实施例提供的抑制方法和装置的输出为弱电信号，对于绝缘性能与功率性能要求低，不会对现有的牵引变流器功率回路造成影响。

(4)本发明实施例提供的抑制方法和装置，仅针对特定功能在列车车的牵引变流器箱体中增加抑制装置以作为附加控制设备，不改变牵引变流器中箱体中的现有控制设备，例如，牵引控制设备；因此，本发明实施例提供的抑制方法和装置，既可以支持新造列车的牵引变流器，又可以对现有列车牵引变流器进行升级改造工作。

本发明提供的一种列车牵引系统的震荡抑制方法和装置，通过监测列车牵引系统中牵引变流器输入牵引网压、支撑电容侧电压以及输入直流电流对应的特征含量，根据对应的特征含量计算相应网压、电压以及电流的畸变度，根据畸变度对对牵引变流器后级输出力矩进行微调，从而抑制牵引系统直流侧震荡，解决城市轨道交通不同设备供应商的牵引系统之间以及牵引系统与牵引供电系统之间的匹配性问题，消除由于系统与设备之间的不匹配造成牵引电机输出转矩脉动，提高了城市轨道交通牵引系统运行安全及乘客舒适度。

实施例二

在实施例一的基础上，本实施例中的所述分别对所述输入牵引电压、所述支撑电容侧电压和输入电流进行带通滤波，得到与其对应的特征含量，并根据所述对应的特征含量分别计算出所述变流器的输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度以及所述输入电流的畸变度具体包括：

通过下述公式计算所述输入牵引电压的畸变度：

其中，σugrid为变流器的输入牵引电压的畸变度，为频率在第一频率区间内的变流器的输入牵引电压的特征含量，为频率在第二频率区间内的变流器的输入牵引电压的特征含量；

通过下述公式计算所述支撑电容侧电压的畸变度：

其中，σuc为变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的畸变度，为频率在第一频率区间内的变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的特征含量，为频率在第二频率区间内的变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的特征含量；

通过下述公式计算所述输入电流的畸变度：

其中，σidc为变流器的输入电流的畸变度，为频率在第一频率区间内的变流器的输入电流的特征含量，为频率在第二频率区间内的变流器的输入电流的特征含量。

上述抑制方法中，第一频率区间可以为10～30hz，第二频率区间可以为0～3hz。

在实际应用中，可以对列车牵引系统中列车牵引变流器的输入牵引电压、其内部牵引设备的支撑电容侧电压以及输入直流电流进行带通滤波，提取10～30hz频率区间内的频率在第一频率区间内的变流器的输入牵引电压的特征含量、频率在第一频率区间内的变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的特征含量以及频率在第一频率区间内的变流器的输入电流的特征含量；以及提取0～3hz的频率区间内的特征含量频率在第二频率区间内的变流器的输入牵引电压的特征含量、频率在第二频率区间内的变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的特征含量以及频率在第二频率区间内的变流器的输入电流的特征含量。

一般直流侧震荡都在10～30hz这个频率区，为防止震荡，提取的稳态量需要小于10～30hz这个频率区的0.1倍，也就是0～3hz，由于需要确定滤波截止频率，所以可以取最大值3hz。取0～3hz中的最高值3hz，因此特征含量需要小于或者等于3hz。

实施例三

在实施例一或者实施例二的基础上，本实施例中的所述判断是否需要调整牵引电机输出力矩具体包括：

当所述输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度以及所述输入电流的畸变度中任意一个畸变度超过第一预设值时，则需要调整牵引电机输出力矩；

当所述输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度以及所述输入电流的畸变度均小于第二预设值时，则不需要调整牵引电机输出力矩。其中，第一预设值可以为8％，第二预设值可以为3％。

具体为，当变流器的输入牵引电压的畸变度、变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的畸变度以及变流器的输入电流的畸变度均低于3％时，不做处理；当畸变度变流器的输入牵引电压的畸变度、变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的畸变度以及变流器的输入电流的畸变度任意一个高于8％时，开始调整输出力矩；当变流器的输入牵引电压的畸变度、变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的畸变度以及变流器的输入电流的畸变度高于3％低于8％时，为滞环区。

实施例四

在实施例一或者实施例二的基础上，本实施例中的所述将所述第一牵引制动级位信号进行修正，得到第二牵引制动级位信号具体包括：

当列车处于牵引工况下时，根据所述输入牵引电压的畸变度和所述输入电流的畸变度，计算第一修正系数；

根据所述第一修正系数和所述第一牵引制动级位信号，计算所述第二牵引制动级位信号；

其中，计算所述第一修正系数的公式为：

δ1＝(σugrid-σidc)³，

其中，δ1为第一修正系数，σugrid为变流器的输入牵引电压的畸变度，σidc为变流器的输入电流的畸变度；

计算所述第二牵引制动级位信号的公式为：

s'＝(1+δ1)×s，

其中，s′为第二牵引制动级位信号，s为第一牵引制动级位信号，δ1为第一修正系数。

上述第二牵引制动级位信号主要是和列车司机室给出的第一牵引制动级位信号做乘法处理，所得到的第二牵引制动级位信号代替原来的第一牵引制动级位信号，从而对级位信号进行修正。

第一牵引制动级位信号可能是正可能是负，但是第二牵引制动级位信号只可能是正的，从而保证不对第一牵引制动级位信号的正负号进行改变。

实施例五

在实施例一或者实施例二的基础上，本实施例中的所述将所述第一牵引制动级位信号进行修正，得到第二牵引制动级位信号具体还包括：

当列车处于制动工况下时，根据所述支撑电容侧电压和所述输入电流的畸变度，计算第二修正系数；

根据所述第二修正系数和所述第一牵引制动级位信号，计算所述第二牵引制动级位信号；

其中，计算所述第二修正系数的公式为：

δ2＝(σuc-σidc)³，

其中，δ2为第二修正系数，σuc为变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压，σidc为变流器的输入电流的畸变度；

计算所述第二牵引制动级位信号的公式为：

s'＝(1-δ2)×s，

其中，s′为第二牵引制动级位信号，s为第一牵引制动级位信号，δ2为第二修正系数。

上述第二牵引制动级位信号主要是和列车司机室给出的第一牵引制动级位信号做乘法处理，所得到的第二牵引制动级位信号代替原来的第一牵引制动级位信号，从而对级位信号进行修正。

第一牵引制动级位信号可能是正可能是负，但是第二牵引制动级位信号只可能是正的，从而保证不对第一牵引制动级位信号的正负号进行改变。

实施例六

如图2至图6所示，图2本发明实施例的抑制装置的示意性结构图之一，图3为本发明实施例的抑制装置的示意性结构图之二，图4为本发明实施例的抑制装置的示意性结构图之三，图5为本发明实施例的抑制装置的示意性结构图之四，图6为本发明实施例的抑制装置的示意性结构图之五。为本发明实施例提供了一种列车牵引系统的震荡抑制装置，该抑制装置包括：

210、获取模块，用于获取列车牵引变流器的输入牵引电压、支撑电容侧电压、输入电流以及列车当前的第一牵引制动级位信号；

220、计算模块，用于分别对所述输入牵引电压、所述支撑电容侧电压和输入电流进行带通滤波，得到与所述输入牵引电压、所述支撑电容侧电压和输入电流对应的特征含量，并根据所述对应的特征含量分别计算出所述变流器的输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度以及所述输入电流的畸变度；

230、处理模块，用于根据所述输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度和所述输入电流的畸变度，判断是否需要调整牵引电机输出力矩，若是，则将所述第一牵引制动级位信号进行修正，得到第二牵引制动级位信号；

处理模块，还用于根据所述第二牵引制动级位信号调整牵引电机输出力矩。其中，将所述第二牵引制动级位信号输入至牵引控制设备，牵引控制设备根据第二牵引制动级位信号调节牵引电机的转动力矩。

如图4所示，上述装置中，还包括用于为装置供电的电源转换模块，图中+110v/-110vdc电源接自牵引变流器本身的dc110v电源端子，+110v/-110vdc电源通过电源转换模块1转换为+5v/-5vdc，其中-5vdc接至信号地，图中用三角形表示；+110v/-110vdc电源通过电源转换模块2转换为+15v1/-15v1dc，其中-15v1dc接至信号地，图中用三角形表示；+110v/-110vdc电源通过电源转换模块3转换为+15v2/-15v2dc，其中+15v2dc接至信号地，图中用三角形表示；+5v/-5vdc电源通过电源转换模块4转换为+3v/-3vdc，其中-3vdc接至信号地，图中用三角形表示；+5v/-5vdc电源通过电源转换模块5转换为+3.3v/-3.3vdc，其中-3.3vdc接至信号地，图中用三角形表示；+5v/-5vdc电源通过电源转换模块6转换为+1.8v/-1.8vdc，其中-1.8vdc接至信号地，图中用三角形表示；

本发明提供的一种列车牵引系统的震荡抑制方法和装置，通过监测列车牵引系统中牵引变流器输入牵引网压、支撑电容侧电压以及输入直流电流对应的特征含量，根据对应的特征含量计算相应网压、电压以及电流的畸变度，根据畸变度对对牵引变流器后级输出力矩进行微调，从而抑制牵引系统直流侧震荡，解决城市轨道交通不同设备供应商的牵引系统之间以及牵引系统与牵引供电系统之间的匹配性问题，消除由于系统与设备之间的不匹配造成牵引电机输出转矩脉动，提高了城市轨道交通牵引系统运行安全及乘客舒适度。

实施例七

在实施例六的基础上，本实施例的所述计算模块，用于通过下述公式计算所述输入牵引电压的畸变度：

其中，σugrid为变流器的输入牵引电压的畸变度，为频率在第一频率区间内的变流器的输入牵引电压的特征含量，为频率在第二频率区间内的变流器的输入牵引电压的特征含量；

所述计算模块，用于通过下述公式计算所述支撑电容侧电压的畸变度：

其中，σuc为变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压，为频率在第一频率区间内的变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的特征含量，为频率在第二频率区间内的变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的特征含量；

所述计算模块，用于通过下述公式计算所述输入电流的畸变度：

其中，σidc为变流器的输入电流的畸变度，为频率在第一频率区间内的变流器的输入电流的特征含量，为频率在第二频率区间内的变流器的输入电流的特征含量。

上述抑制方法中，第一频率区间可以为10～30hz，第二频率区间可以为0～3hz。

在实际应用中，可以对列车牵引系统中列车牵引变流器的输入牵引电压、其内部牵引设备的支撑电容侧电压以及输入直流电流进行带通滤波，提取10～30hz频率区间内的频率在第一频率区间内的变流器的输入牵引电压的特征含量、频率在第一频率区间内的变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的特征含量以及频率在第一频率区间内的变流器的输入电流的特征含量；以及提取0～3hz的频率区间内的特征含量频率在第二频率区间内的变流器的输入牵引电压的特征含量、频率在第二频率区间内的变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的特征含量以及频率在第二频率区间内的变流器的输入电流的特征含量。

一般直流侧震荡都在10～30hz这个频率区，为防止震荡，提取的稳态量需要小于10～30hz这个频率区的0.1倍，也就是0～3hz，由于需要确定滤波截止频率，所以可以取最大值3hz。取0～3hz中的最高值3hz，因此特征含量需要小于或者等于3hz。

实施例八

在实施例六或者实施例七的基础上，本实施例的所述处理模块，具体用于：

当所述输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度以及所述输入电流的畸变度中任意一个畸变度超过第一预设值时，则需要调整牵引电机输出力矩；

当所述输入牵引电压的畸变度、所述支撑电容侧电压的畸变度以及所述输入电流的畸变度均小于第二预设值时，则不需要调整牵引电机输出力矩。其中，第一预设值可以为8％，第二预设值可以为3％。

具体为，当变流器的输入牵引电压的畸变度、变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的畸变度以及变流器的输入电流的畸变度均低于3％时，不做处理；当畸变度变流器的输入牵引电压的畸变度、变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的畸变度以及变流器的输入电流的畸变度任意一个高于8％时，开始调整输出力矩；当变流器的输入牵引电压的畸变度、变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的畸变度以及变流器的输入电流的畸变度高于3％低于8％时，为滞环区。

实施例九

在实施例六或者实施例七的基础上，本实施例的所述处理模块，具体用于：

当列车处于牵引工况下时，根据所述输入牵引电压的畸变度和所述输入电流的畸变度，计算第一修正系数；

根据所述第一修正系数和所述第一牵引制动级位信号，计算所述第二牵引制动级位信号；

其中，计算所述第一修正系数的公式为：

δ1＝(σugrid-σidc)³，

其中，δ1为第一修正系数，σugrid为变流器的输入牵引电压的畸变度，σidc为变流器的输入电流的畸变度；

计算所述第二牵引制动级位信号的公式为：

s'＝(1+δ1)×s，

其中，s′为第二牵引制动级位信号，s为第一牵引制动级位信号，δ1为第一修正系数。

上述第二牵引制动级位信号主要是和列车司机室给出的第一牵引制动级位信号做乘法处理，所得到的第二牵引制动级位信号代替原来的第一牵引制动级位信号，从而对级位信号进行修正。

第一牵引制动级位信号可能是正可能是负，但是第二牵引制动级位信号只可能是正的，从而保证不对第一牵引制动级位信号的正负号进行改变。

实施例十

在实施例六或者实施例七的基础上，本实施例的处理模块，具体用于：

当列车处于制动工况下时，根据所述支撑电容侧电压和所述输入电流的畸变度，计算第二修正系数；

根据所述第二修正系数和所述第一牵引制动级位信号，计算所述第二牵引制动级位信号；

其中，计算所述第二修正系数的公式为：

δ2＝(σuc-σidc)³，

其中，δ2为第二修正系数，σuc为变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压，σidc为变流器的输入电流的畸变度；

计算所述第二牵引制动级位信号的公式为：

s'＝(1-δ2)×s，

其中，s′为第二牵引制动级位信号，s为第一牵引制动级位信号，δ2为第二修正系数。

上述第二牵引制动级位信号主要是和列车司机室给出的第一牵引制动级位信号做乘法处理，所得到的第二牵引制动级位信号代替原来的第一牵引制动级位信号，从而对级位信号进行修正。

第一牵引制动级位信号可能是正可能是负，但是第二牵引制动级位信号只可能是正的，从而保证不对第一牵引制动级位信号的正负号进行改变。

实施例十一

在实施例六至实施例十中的任意一个实施例的基础上，本实施例对抑制装置的数据处理与控制设备电路以及模拟量检测调理模块电路的结构进行详细说明。

如图5所示，图5为抑制装置的数据处理与控制设备电路原理图。图中dsp参考型号为ti的f2812系列dsp，图中，来自电源模块的+3.3v/-3.3vdc电源接入dsp与cpld，来自电源模块的+1.8v/-1.8vdc电源接入dsp；dsp中引出3路ad转换器的采样通道adin1～adin3；dsp的gpioa0口接入高速光耦g1的输入下端，g1的输入上端通过限流电阻r1接入+3.3v电源；g1的输出上端接入修正后的级位信号输出端子pwmout，pwmout通过上拉电阻r2接入+110vdc电源，g1的输出端下端接入-110vdc电源。

如图6所示，图6为抑制装置的模拟量检测调理模块电路原理图。图中上部分为馈线电压检测与调理模块，下部分为馈线电流检测与调理模块。t1、t2为直流电压传感器，分别测量输入牵引电压、支撑电容侧电压；t3为电流传感器，牵引变流器的输入正母线dcin穿过t3，用于监测输入直流电流。t1～t3的+/-电源端分别接入+15v1dc与-15v2dc；t1～t3的m端子均接入后级的调理电路，t2以及t3的调理电路与t1相同，在此不再赘述；t1的调理电路中，当r2＝r3时，u2＝0.5*(3+u1)；此外，u3＝u2，u7＝u6，运放a1主要起隔离作用，并提高u2与a2之间的等效阻抗；当r4＝r6时，u4＝(r5/r4)*u3，t1传感器后级调理电路的u4电压对应端子接入adin1，t2传感器后级调理电路的u4电压对应端子接入adin2，t3传感器后级调理电路的u4电压对应端子接入adin3。

实施例十二

在上述实施例中的任意一个实施例中，本实施例对列车牵引系统的震荡抑制方法的流程进行详细说明。

本发明实施例提供了一种列车牵引系统的震荡抑制方法和装置，包括直流侧震荡的幅值评估以及牵引变流器后级牵引电机输出力矩微调两个步骤。

第一步、所述直流侧震荡的幅值评估步骤：

通过电传感器压、电流传感器以及变送器检测列车牵引系统中牵引变流器的输入牵引电压、变流器内部牵引设备的支撑电容侧电压以及输入直流电流；对列车牵引系统中牵引变流器的输入牵引电压、变流器内部牵引设备的支撑电容侧电压以及输入直流电流进行带通滤波，提取频率范围在10～30hz频率区间内的频率在第一频率区间内的变流器的输入牵引电压的特征含量、频率在第一频率区间内的变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的特征含量以及频率在第一频率区间内的变流器的输入电流的特征含量；以及提取0～3hz的频率区间内的特征含量频率在第二频率区间内的变流器的输入牵引电压的特征含量、频率在第二频率区间内的变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的特征含量以及频率在第二频率区间内的变流器的输入电流的特征含量。

计算列车牵引系统中列车牵引系统中牵引变流器的输入牵引电压、变流器内部牵引设备的支撑电容侧电压以及输入直流电流的畸变度，通过下述公式计算所述输入牵引电压的畸变度：

其中，σugrid为变流器的输入牵引电压的畸变度，为频率在第一频率区间内的变流器的输入牵引电压的特征含量，为频率在第二频率区间内的变流器的输入牵引电压的特征含量；

通过下述公式计算所述支撑电容侧电压的畸变度：

其中，σuc为变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的畸变度，为频率在第一频率区间内的变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的特征含量，为频率在第二频率区间内的变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的特征含量；

通过下述公式计算所述输入电流的畸变度：

其中，σidc为变流器的输入电流的畸变度，为频率在第一频率区间内的变流器的输入电流的特征含量，为频率在第二频率区间内的变流器的输入电流的特征含量。

当变流器的输入牵引电压的畸变度、变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的畸变度以及变流器的输入电流的畸变度均低于3％时，不做处理；当畸变度变流器的输入牵引电压的畸变度、变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的畸变度以及变流器的输入电流的畸变度任意一个高于8％时，开始调整输出力矩；当变流器的输入牵引电压的畸变度、变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压的畸变度以及变流器的输入电流的畸变度高于3％低于8％时，为滞环区。

第二步、牵引变流器后级牵引电机输出力矩微调步骤：

按照下述方式进行牵引电机输出力矩微调：

当列车处于牵引工况下时，根据所述输入牵引电压的畸变度和所述输入电流的畸变度，计算第一修正系数；

根据所述第一修正系数和所述第一牵引制动级位信号，计算所述第二牵引制动级位信号；

其中，计算所述第一修正系数的公式为：

δ1＝(σugrid-σidc)³，

其中，δ1为第一修正系数，σugrid为变流器的输入牵引电压的畸变度，σidc为变流器的输入电流的畸变度；

计算所述第二牵引制动级位信号的公式为：

s'＝(1+δ1)×s，

其中，s′为第二牵引制动级位信号，s为第一牵引制动级位信号，δ1为第一修正系数。

当列车处于制动工况下时，根据所述支撑电容侧电压和所述输入电流的畸变度，计算第二修正系数；

根据所述第二修正系数和所述第一牵引制动级位信号，计算所述第二牵引制动级位信号；

其中，计算所述第二修正系数的公式为：

δ2＝(σuc-σidc)³，

其中，δ2为第二修正系数，σuc为变流器内部牵引模块的支撑电容侧电压，σidc为变流器的输入电流的畸变度；

计算所述第二牵引制动级位信号的公式为：

s'＝(1-δ2)×s，

其中，s′为第二牵引制动级位信号，s为第一牵引制动级位信号，δ2为第二修正系数。

本发明实施例提供的一种列车牵引系统的震荡抑制方法和装置，输入量为列车牵引系统中牵引变流器的输入牵引电压、列车牵引系统内部牵引模块的支撑电容侧电压、输入直流电流的采样值以及列车当前的牵引制动级位信号，输出量为修正后的列车的牵引制动级位信号。其中，级位信号为指令值，将级位信号输入至牵引变流器，通过牵引变流器来编程列车实际的牵引制动力矩。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。