Россия
Россия
Россия
Коломенский институт (филиал) Московского политехнического университета (Старший преподаватель)
Россия
Цель: Разработать алгоритм управления тяговым усилием локомотива для максимизации тяговых свойств при переменном сцеплении и минимизации проскальзывания в системе «колесо — рельс». Методы: Использование аппарата нечеткой логики, теории нечетких множеств и нечетких логических функций, элементов искусственного интеллекта, теории автоматического управления, методов математического моделирования. Результаты: Представлена структурная схема системы регулирования тягового усилия локомотива, реализованная на базе регулятора с нечеткой логикой. Регулятор оптимизирует параметры скольжения колесных пар для обеспечения максимальной силы тяги локомотива в условиях изменяющегося сцепления. Правила нечеткого управления сформированы на основе экспертных лингвистических оценок положения рабочей точки на кривой зависимости коэффициента сцепления. При этом отсутствует необходимость в точной математической модели, описывающей процессы в системе «колесо — рельс». Алгоритм нечеткого управления разработан в среде MATLAB с применением инструментария Fuzzy Logic Toolbox. Проведено математическое моделирование функционирования нечеткого регулятора с использованием ранее разработанной полномасштабной продольно-вертикальной динамической модели тепловоза 2ТЭ25А. Практическая значимость: Результаты моделирования доказывают эффективность предложенной системы управления на основе нечеткой логики, показывают высокие тяговые свойства тепловоза при изменении состояния рельсов во всем скоростном диапазоне. Разработанный алгоритм управления тягой локомотива может быть использован при проектировании и внедрении в эксплуатацию перспективных высокоэффективных систем защиты от боксования и юза, позволяющих существенно повысить тяговые свойства локомотивов при оптимальном износе в системе «колесо — рельс».
Тепловоз, колесная пара, боксование, сцепление, тяговое усилие, коэффициент сцепления, модель Полаха, условия контакта, нечеткое управление, управление скольжением локомотива
1. Космодамианский А. С. Новые методы предотвращения боксования локомотивов и возможность их реализации / А. С. Космодамианский, О. В. Измеров, С. О. Копылов, В. О. Корчагин // Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов: материалы третьей всероссийской научно-технической конференции с международным участием. — Омск, 2016. — С. 182–189.
2. Патент RU 2845291 Российская Федерация. Способ обнаружения боксования и юза колес транспортного средства с электрической передачей: заявл. 03.02.2025: опубл. 15.08.2025 / К. С. Перфильев, В. В. Грачев, А. В. Грищенко, Ф. Ю. Базилевский и др. — 17 с.
3. Волохов Г. М. Разработка двухмерной динамической модели шестиосного тепловоза с учетом условий сцепления в контакте «колесо — рельс» / Г. М. Волохов, К. С. Перфильев // Вестник ВНИКТИ. — 2025. — Вып. 108. — С. 110–128.
4. Polach O. A Fast Wheel — Rail Forces Calculation Computer Code / O. Polach // Vehicle System Dynamics. — 1999. — Vol. 33. — Pp. 728–739.
5. Polach O. Creep forces in simulations of traction vehicles running on adhesion limit / O. Polach // Wear. — 2005. — Vol. 258. — Pp. 992–1000.
6. Polach O. Influence of Locomotive Tractive Effort on the Forces Between Wheel and Rail / O. Polach // Vehicle System Dynamics. — 2001. — Vol. 35. — Pp. 7–22. 7. Меншутин Н. Н. Зависимость между силой сцепления и скоростью скольжения колесной пары локомотива / Н. Н. Меншутин // Вестник ВНИИЖТ. — 1960. — № 7. — С. 12–16.
7. Djukic M. A fuzzy model for an increase in locomotive traction force / M. Djukic, S. Rusov, Z. Mitrović // Transport. — 2010. — Vol. 25. — Pp. 36–45.
