毕业设计-基于AT89C51单片机的大型电力机车自动停车器的设计(4)

Z1=1.8m （2-3）

表2-1 初速度与相差距离的对应关系表

Table.2-1 The relation table between early speed and distance

初速度km/h 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21

制动距离

m 108 101 95 88 82 76 71 66 61 57

相差 距离m 0 7 13 20 26 32 37 42 47 51

初速度km/h 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11

制动距离m 53 49 45 41 37 34 31 28 25 22

相差 距离m 55 59 63 67 71 74 77 80 83 86

初速度km/h 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

制动距离m 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2

相差 距离m 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106

由表2-1和式2-1、2-2、2-3可得，初速度在21～30相差1km/h，停车距离只是相差4.7m；在11～20相差1km/h，停车距离只是相差3.1m；在1～10相差1km/h，停车距离只是相差1.8m。但实际中，电机车的相差距离会小于这个平均值。

车轮直径D为1000mm,则车轮周长C为：

C??D= 3.14×1000 = 3140mm （2-4）

该车轮四周安装了10块小磁钢，而两块小磁钢之间的轮周长为：

C1?C3140??314 mm （2-5） 1010即脉冲之间的电机车的行走距离为314mm。所以，相差距离为13m时，单片机要接收的脉冲数目为：

16

MC?13?41 (2-6) 0.314电机车以28km/h的速度到达C点时，根据检测到机车的初速度，选择出控制的方案，如表2-2。再当单片机接收到的齿轮脉冲数等于程序中存储的该方案的脉冲数41时（即表示电机已经走完S2的距离了），单片机就立刻发出停车信号，使放风阀和高速开关动作，以便实现准确停在预定的区域内。其程序框图如图2-1。其中V为制动初速度，单位为km/h，N代表方案X（1≤X≤10）中脉冲触发的个数。制动初速度每减少1km/s变换一种制动方案。

停车报警，锁定V，MC=0Y方案130≥V>29N方案229≥V>28NY列车继续前进...方案301≥V>0YNMC=NY电机车制动N

图2-1 制动方案分析选择判断模块框图

Fig.2-1 Brake options diagram

上图为制动方案选择程序框图，当发出停车报警时，由制动速度可判断制动方案。制

动方案的判断是进行时，当发现当前速度不在这个方案所给定的速度范围内时，进行否定继续判断下一个方案；当判断到正确位置选定制动方案后，系统程序计算出所需的脉冲触发个数，系统开始计数。等脉冲触发个数到达与制动初速度相匹配值时，电力机车开始进行制动。由于选择方案不同，制动距离也会不同。所以，制动方案的选择对于电力机车的制动过程是非常重要的，并且从技术上来说电力机车的制动过程所要求的精确度也是非常高的。

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表2-2 控制方案

Table.2-2 Vague control programme

方案1 方案2 方案3 方案4 方案5 方案6 方案7 方案8 方案9 方案10 方案11 方案12 方案13 方案14 方案15 方案16 方案17 方案18 方案19 方案20 方案21 方案22 方案23 方案24 方案25 方案26 方案27 方案28 方案29 方案30

检测速度V km/h

30～29 29～28 28～27 27～26 26～25 25～24 24～23 23～22 22～21 21～20 20～19 19～18 18～17 17～16 16～15 15～14 14～13 13～12 12～11 11～10 10～9 9～8 8～7 7～6 6～5 5～4 4～3 3～2 2～1 1～0

相差的距离S2 m CD段脉冲数MC

0 7 13 20 26 32 37 42 47 51 55 59 63 67 71 74 77 80 83 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106

0 22 41 64 83 102 118 134 150 162 175 188 201 213 226 236 245 255 263 274 280 287 293 299 306 312 318 325 331 338

BD总MC数

414 436 455 478 497 516 532 548 564 576 589 602 615 627 640 650 659 669 677 688 694 701 707 714 720 726 732 739 745 752

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2.2 计算制动参数

实测Sm、VH的数据如表2-3。

表2-3 Sm和VH的测量数据 Table.2-3 Measure datas of Sm和VH

速度

30

km/h 制动距离m

108

95

82

71

61

53

45

37

31

25

20

16

12

8

4

28

26

24

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

图2-2 （VH,Sm）关系图 Fig.2-2 (VH,Sm) The figure of relation

跟据实测数据绘制的（VH，Sm）的关系图，绘制出（VH，Sm）的线性关系，如图2-2所示。

图中：a曲线是代表Sm?f(VH)的关系；

b直线代表Sm?f(VH)近似的线性关系；

c直线代表VH=[20,30]时，Sm?f(VH)的近似线性关系。

运用描绘法，通过图上的a和c直线对比，再通过目测法，可以得出电力机车在不同的制动初速度下的制动距离，如下表2-4所示。这个表就是根据理论和实践结合起来的制动初速度与制动距离的对照表。

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表2-4 各个初速度下的制动距离

Table.2-24 The braking distance of every early pace

初速度km/h

30 29 28 27 26 25 24 23 22 21

制动距离m

108 101 95 88 82 76 71 66 61 57

初速度km/h

20 19 18 17 16 15 14 13 12 11

制动距离m

53 49 45 41 37 34 31 28 25 22

初速度km/h

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

制动距离m

20 18 16 14 12 10 8 6 4 2

根据图上的a曲线和c直线的关系可以看出，表中的制动距离数据跟真实数据有一定的误差，但都不大于1m，都是在自动停车系统允许的范围之内，所以误差对停车的准确性不会构成很大的影响，所以在这里，都会把这些数据当作是有效数据。

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