автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Повышение качества управления процессами торможения и разгона рельсового транспорта

БАЛТИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова

На правах рукописи

БИЛИК Ростислав Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ТОРМОЖЕНИЯ И РАЗГОНА РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТА

Специальность 05.13.01 - системный анализ, управление и обработка информации

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена в Балтийском Государственном Техническом Университете "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова, г. Санкт-Петербург.

Научный руководитель - кандидат технических наук, профессор СОРОКИН Анатолий Александрович

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор ЗАГАШВИЛИ Юрий Владимирович

- кандидат технических наук, доцент ПОШЕХОНОВ Леонид Борисович

Ведущая организация - Открытое Акционерное Общество "Экспериментальный Завод" Холдинговой Компании "Ленинец" г. Санкт-Петербург

Защита состоится

диссертационного совета К212.010.02

Техническом Университете по адресу: Красноармейская, д. 1.

2004 г. в /V : РО на заседании в Балтийском Государственном 190005, Санкт-Петербург, ул. 1-я

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан 2004 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Диссертационная работа посвящена решению важной научно-технической задачи — повышению качества управления процессами торможения и разгона рельсового транспорта. При торможении и разгоне из-за непостоянства коэффициента сцепления между колесом и рельсом велика вероятность возникновения юза или боксования (проскальзывания колеса относительно рельса). Проскальзывание является паразитным явлением, так как приводит к локальному перегреву и разрушению обода колеса. В результате повышается ударная нагрузка как на железнодорожное полотно, так и на шасси транспортного средства. Следствием вышесказанного является снижение безопасности движения и надежности рельсового транспорта. Для оптимального управления силами тяги и торможения, прикладываемых к колесу, необходима система автоматического управления.

Исследования, направленные на создание автоматических противоюзобоксовочных систем управления, начались за рубежом с середины 50-ых годов. В результате сейчас на мировом рынке представлен целый ряд протвоюзобоксовочных систем управления. Кроме того, международный союз железных дорог (UIC-Kodex) выпустил руководящий документ UIC-Kodex 541-05 VE, который предписывает оборудование всех вагонов, выпущенных после 1980 г., электронными противоюзобоксовочными автоматическими системами управления. В России на данный документ также ссылается испытательный центр ВНИИЖТ МПС в документе ТМ-04-001-91.

Вместе с тем в нашей стране данное направление находится еще только в стадии становления. Задача осложняется еще и тем, что перенять зарубежный опыт достаточно затруднительно, так как ведущие производители не раскрывают алгоритмы и принципы, на которых основано функционирование разработанных ими систем управления. И хотя в англоязычных журналах и переводных изданиях все же периодически встречаются статьи, посвященные данной тематике, сведения, приводимые в них, носят достаточно отрывистый и фрагментарный характер.

Поэтому, исходя из вышеизложенного, можно заключить, что повышение качества систем автоматического управления процессами торможения и разгона рельсовых транспортных средств на сегодняшний день является актуальной научной задачей.

Предмет исследования

В качестве предмета исследования выступает задача управления процессами торможения и разгона рельсового транспорта. С точки

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

«

зрения новизны предмет исследования является новым, а объект исследования (система автоматического управления и обработка информации) традиционным.

Цель работы

Основными целями работы являются:

1. Обеспечение сохранности колесных пар рельсовых транспортных средств (повышение надежности рельсовых путей и шасси).

2. Повышение безопасности движения рельсового транспорта в режимах торможения и разгона.

3. Минимизация тормозного пути при управляемом процессе торможения.

4. Повышение комфортности передвижения рельсовым транспортом.

Для достижения поставленных целей решены следующие научные задачи:

1. Исследована динамика процессов торможения и разгона с целью определения их основных особенностей и параметров;

2. Созданы алгоритмы управления и способы обработки информации, повышающие качество управления процессами торможения и разгона рельсового транспорта.

Методы исследования

При решении поставленных в работе задач использовались методы теории автоматического управления, цифровой обработки сигналов и математического моделирования. Также проводились полунатурные и натурные эксперименты.

Научные результаты и новизна работы

В процессе проведения исследований получены следующие новые научные результаты:

1. Предложен способ управления, позволяющий функционировать системе управления в условиях даже 100%-го синхронного юза всех колесных пар носителя;

2. Предложен новый алгоритм обработки, учитывающий расширенное множество (включающее 1-ую и 2-ую производные от скорости) используемых показателей качества.

3. Разработаны алгоритмы управления тормозной и разгонной динамикой рельсового транспорта, обеспечивающие защиту колесных пар от скольжения.

4. Предложен новый алгоритм обработки сигнала импульсного датчика скорости с малым числом ламелей (в 7-8 раз меньшим, чем у зарубежных аналогов).

Теоретическая и практическая ценность результатов

исследований

1. Способ управления, основанный на использовании фиктивного и конструктивного ускорений, позволяет избежать полной блокировки колесных пар при резком уменьшении коэффициента сцепления между колесом и рельсом. Тем самым достигается одна из основных целей исследования - сохранность колесных пар.

2. Применение расширенного множества показателей качества позволяет почти на порядок сократить время реакции системы управления (с единиц секунд до 140 мс).

3. За счет применения алгоритмов обработки, учитывающих особенности динамики процессов торможения и разгона в диапазонах малой и большой скорости удалось: в торможении ограничить скольжение колесной пары на уровне не более 54%; при разгоне уменьшить боксование колесной пары более чем в 5 раз.

4. Алгоритм индивидуальной временной обработки импульсов датчика скорости позволил уменьшить его стоимость и массогабаритные показатели с сохранением точностных характеристик датчика.

Реализация и внедрение результатов исследований

1. Создан экспериментальный образец электронной противоюзобоксовочной системы автоматического управления, которая получила название "ДУКС".

2. Разработано специальное программное обеспечение (СПО), реализующее предлагаемые алгоритмы обработки и управления. СПО отработано на полунатурных и натурных испытаниях в составе экспериментальной системы управления "ДУКС".

3. Разработан комплекс общего программного обеспечения, позволяющий производить настройку предлагаемых алгоритмов управления.

4. Экспериментальный образец системы управления доведен автором до серийного изделия (конструкторской документации присвоена литера "01") и на сегодняшний день выпускается на ОАО Экспериментальный завод ХК "Ленинец" в виде модельного ряда, включающего девять различных модификаций системы (для различных типов вагонов). Это подтверждено соответствующим актом о внедрении.

5. Получено решение о допуске к эксплуатации созданной противоюзобоксовочной системы управления ДУКС на линиях Московского метрополитена с пассажирами (по результатам пробеговых испытаний).

Апробация

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-технической конференции "Транспортный электропривод - 2001" (Санкт-Петербург 2001г.), 56-ой научно-технической конференции СПб НТОРЭС имени А.С. Попова (Санкт-Петербург 2001г.), XIX Всероссийском симпозиуме "Радиолокационное зондирование природных сред" (Санкт-Петербург 2001г.).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 6 работ: 2 статьи, 3 доклада и заявление о выдаче патента Российской Федерации на изобретение (на заявление получено решение о выдаче патента на изобретение).

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 134 страницах машинописного текста (без учета приложений), иллюстрированного 53 рисунками и 11 таблицами. Приложение занимает 82 страницы. Работа состоит из: введения, трех глав с выводами по каждой из них, заключения, списка литературы из 92 наименований и 8 приложений.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Способ оценки скорости носителя, обеспечивающий функционирование системы управления при 100%-ом синхронном юзе всех колесных пар.

2. Алгоритм обработки, учитывающий расширенное множество используемых показателей качества.

3. Алгоритм управления процессами торможения и разгона, обеспечивающий защиту колесных пар от скольжения.

4. Специальное программное обеспечение, реализующее разработанные алгоритмы управления.

5. Общее программное обеспечение, позволяющее производить настройку разработанных алгоритмов управления.

6. Экспериментальный образец системы управления процессами торможения и разгона рельсового транспорта.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена суть проблемы управления, связанной с проскальзыванием колеса относительно рельса, а также приведены негативные последствия этого явления. Дано обоснование актуальности темы, проведен краткий экскурс по истории создания противоюзобоксовочных систем управления и описаны их основные

недостатки. Сформулированы цели и задачи исследования, а также положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации обосновывается структура противоюзобоксовочной системы управления и осуществляется

исследование динамики процессов торможения и разгона. Проведенные исследования показывают, что измерительные сигналы скорости и ускорения значительно флуктуируют, причем уровень флуктуации ускорения достигает ±125%, из чего делается вывод о том, что структура системы должна включать в себя как алгоритмы предварительной обработки первичного сигнала, так и дополнительные алгоритмы цифровой обработки, позволяющие снизить уровень флуктуации. На рис.1 приводится обобщенная структура системы управления процессами разгона и торможения, которая представляет собой замкнутую систему автоматического регулирования, работающую по рассогласованию между заданными (эталонными) и оцениваемыми показателями качества. Процедура предварительной обработки первичного сигнала предназначена для выделения полезного сигнала на фоне импульсных помех, которые содержатся в выходном сигнале датчиков. В процедуре оценки показателей качества выполняется оценка совокупности т х п показателей качества, и на их основе формируется матрица 1Г (т - количество показателей качества, характеризующих состояние колесной пары, п - количество управляемых колесных пар). Процедура дополнительной цифровой обработки снижает уровень флуктуации, а также позволяет исключить влияние помех во входном сигнале. В процедуре вычисления рассогласования определяется матрица ошибок Е (1), являющаяся разностью между рассчитанными и эталонными ]Э показателями

качества.

В процедуре формирования команд управления на основе количественного значения ошибки е осуществляется анализ текущего состояния управляемого объекта и принимается решение о выдаче

соответствующих управляющих команд на органы объектом.

управления

Здесь же анализируются рекомендуемые Международным Союзом Железных Дорог для использования в противоюзных системах автоматического управления показатели качества, среди которых присутствует: скольжение колесной пары, давление в тормозном цилиндре, давление в тормозной магистрали. Однако на основе результатов исследования динамики процессов торможения и разгона (рис. 2) можно сделать вывод о целесообразности расширения множества показателей качества, добавлением в него 1-ой и 2-ой производной по скорости.

Врсчя, с

Рис. 2 Динамика процесса развития скольжения

Таким образом, получаем расширенное множество Мв показателей качества

МЕфк,Ррц,Рт,Ак,А'к\ (2)

Использование ускорения АК и производной ускорения А'к позволяет повысить быстродействие системы почти на порядок. Величины СК,АК И А'ц являются производными от скорости, поэтому для их оценки достаточно определить только скорость колесной пары.

Во второй главе диссертации производится анализ и синтез алгоритмов управления и обработки. Предлагается новый алгоритм обработки сигнала импульсного датчика скорости. Принципиальное отличие предложенного алгоритма заключается в способе обработки последовательности импульсов. Если в подобных датчиках последовательность импульсов используется для формирования синусоидального напряжения, частота которого пропорциональна скорости вращения ротора, то в предлагаемом алгоритме производится индивидуальная обработка интервалов времени между одноименными фронтами смежных импульсов. Такой подход позволяет значительно (в 7-8 раз) сократить количество ламелей на роторе, что обеспечивает снижение требований к точности позиционирования ламелей, уменьшение массогабаритных показателей ротора и снижение его стоимости. В этом случае скорость колесной пары определяется соотношением

кг

ЛИГ

(3)

между фронтами смежных импульсов. количество N определяется как

Минимально необходимое

2тЛк

при

(4)

где:

- максимально допустимое время, за которое необходимо

произвести оценку скорости; скорости колеса, управления.

¿и»

А1.с

- минимальное значение линейной при которой должна функционировать система

Из

выражения (3) ввидно, что скорость и иинтервалы между импульсами ннаходятся в обратной зависи-ммосш. Поэтому с ростом ско-ррости время С'дп^), отводи-ммх на обработку и формиро-ввание команд управления, сокращается, что является причиной ужесточения требований к производительности управляющего устройства (см. рис. 3). С другой стороны, достаточно время обработки сигнала не превосходило

допустимого времени накопления сигнала, то есть неравенство 'лп«« ^ ^п»* • Это условие имеет принципиальное значение, так как снимает прямую зависимость между

Vk.UU

р., з

того, чтобы максимально выполнялось

где: К.- радиус колеса, N- количество ламелей ротора, ДI- время

скоростным диапазоном и требованиями, предъявляемыми к производительности вычислителя. Другим словами,

производительность вычислителя должна быть не хуже той, которая достаточна для выполнения необходимой обработки сигнала за

максимально допустимое время накопления сигнала Для этого необходимо ограничить частоту сигнала порогом, соответствующим интервалу Д^,. Сделать это можно с помощью деления частоты сигнала, с коэффициентом деления зависящем от скорости У1. На рис. 4 показана графическая зависимость интервала от скорости с учетом деления частоты входного сигнала.

Во второй главе также вводится циклограмма работы системы управления (рис. 5), которая состоит из двух основных частей - цикла накопления сигнала и цикла обработки сигнала, который будем называть математическим циклом управления. Так как в течение математического цикла всегда выполняется заранее определенное количество известных операций, его длительность постоянна. Иначе обстоит дело с циклом накопления. При коэффициенте деления >1 длительность

цикла накопления изменяется в диапазоне На

скоростях же близких к минимальной когда коэффициент деления

Рис. 6 Разделение на диапазоны большой и малой скоростей

длительность цикла накопления изменяется уже в диапазоне

~ (^лвх )> причем

Поэтому, как показано

на рис. 6, произведено разделение всего скоростного диапазона на диапазон малой скорости (при Кт = 1) и диапазон большой скорости (при /кш,>1). В каждом из диапазонов реализуются различные алгоритмы обработки сигнала, учитывающие приведенные выше особенности. Такой подход позволяет сократить длительность полного

цикла в диапазоне большой скорости в

Г,

раз (в частности, при

реализации системы управления на практике удалось достичь отношения -^- = 6.2).

Алгоритм управления для диапазона большой скорости. В каждом цикле накопления осуществляется последовательный прием двух импульсов входного сигнала. В связи с тем, что при торможении временные интервалы между импульсами увеличиваются, то при некотором предельном замедлении второй импульс не попадет в интервал измерения. Это же касается и процесса боксования, за исключением того, что интервалы между импульсами сокращаются, и в предельном случае два импульса будут восприняты как один. Поэтому длительность цикла накопления сигнала выбирается таким образом, чтобы при равномерном движении момент поступления второго импульса приходился на середину этого цикла, что позволяет иметь одинаковый временной запас как по юзу, так и по боксованию. На рис. 7 приведена циклограмма алгоритма управления для диапазона большой скорости.

Импульсы ГЫТ!, ШТг и 1МТз, ШТ4 образуют пачки соответственно для I -ГО и I +1 -го математических циклов. Времена 11 и - это моменты поступления первых импульсов пачек

Цикл накопления | Математический Цикл накопления 14-1 Математический

цикл I цикл г+1

Рис 7 Циклограмма алгоритма управления для диапазона большой скор'ости

относительно начала Тцшх1. Интервалами времени между импульсами в одной пачке являются -го циклов работы

соответственно. Отличительной особенностью циклограммы является постоянство времени между математическими циклами. Значение этого времени используется при оценке ускорения и производной от ускорения колеса. В 1 + 1 математическом цикле на основании интервала Д(, производится расчет текущей скорости (5) вращения колесной пары. Для расчета ускорения (6) и производной ускорения (7) используются скорость и ускорение, полученные на предыдущем ь том математическом цикле.

где: Лк - радиус колеса; / - номер цикла; Д'(,)- интервал между импульсами на 1-ом цикле; /^¡ц,)- коэффициент деления на 1-ом цикле;. N количество ламелей датчика скорости; Г- длительность полного цикла управления. Скольжение колесной пары (8)

г

I о

•100%;

2 лЯ,

100%

(8)

Для оценки скольжения необходима информация о скорости носителя (вагона) К». В оамках. диссертационного исследования предложен

новый способ определения скорости носителя. Способ основан на использовании информации о скоростях вращения колесных пар, однако, вместе с этим он позволяет рассчитать скорость носителя даже в случае полной блокировки последних. Скорость носителя на текущем цикле оценивается на основании скорости носителя на предыдущем. цикле и ускорения колеса, имеющего минимальное фиктивное ускорение на текущем цикле. Под фиктивным ускорением (9) понимается изменение скорос-

С конец

Рис. 8 Структурная схема алгоритма оцснки скорости носителя ти

время

относительно скорости носителя.

Ускорение условно названо фиктивным, так как , ~ (Я) ег0 оценка осуществляется относительно ^„„аи скорости носителя, а не относительно скорости

колеса на предыдущем цикле измерения. Поэтому данная величина ускорения не является физическим ускорением колеса. Однако ускорение, вычисленное таким образом, является обобщением ускорения и скольжения колеса. Особенностью фиктивного ускорения является то, что в случае полной блокировки колесной пары оно не равно нулю. Изначально, при неподвижном носителе его скорость равна нулю. Как только носитель начинает движение, у каждого колеса появляется скорость и ускорение, а также фиктивное ускорение. Из всех колесных пар выбирается та, у которой фиктивное ускорение наименьшее, после чего запоминается ее номер п. После этого берется физическое ускорение колесной пары с номером п и ограничивается некоторой константой -

теоретически максимально возможным значением ускорения, которое физически реализуемо при максимальном коэффициенте сцепления колеса с рельсом (см. рис. 8). Полученное таким образом ограниченное ускорение используется в качестве ускорения носителя на текущем цикле. Далее, имея ускорение носителя и интервал времени, равный производится вычисление приращения скорости за время

которое прибавляется к текущей скорости носителя. Таким образом, всегда имеется расчетная скорость носителя. И даже если все колеса попадают в 100%-ый синхронный юз, текущая скорость носителя не обнуляется мгновенно, а начинает уменьшаться с ускорением, равным максимально возможному конструктивному ускорению . При

этом, исходя из выражения (8), определяется скольжение колесных пар, и управляющий алгоритм принимает решение о выдаче команд управления.

Алгоритм управления для диапазона малой скорости. В каждом цикле накопления осуществляется последовательный прием трех импульсов входного сигнала. Длительность цикла накопления ограничена сторожевым временем. Сторожевое время выбирается таким образом, чтобы при минимальной скорости в цикл

накопления укладывалось три импульса, что дает возможность в одном цикле накопления получить информацию о длительности двух интервалов. Следствием является уменьшение времени, затрачиваемого на оценку ускорения колеса. Это становится актуальным в диапазоне малой скорости, когда при коэффициенте деления интервалы между смежными импульсами резко

возрастают (см. рис. 4) и, как следствие, приводят к удлинению цикла

накопления. В том случае, если пачка из трех импульсов не укладывается в цикл накопления, количественная оценка скорости колеса оказывается невозможной. В этом случае предполагается, что данное колесо попало в юз, и в связи с этим принимается решение о вмешательстве в процесс торможения. Циклограмма алгоритма управления приведена на рис. 9.

Импульсы INT|, INT2, INTj И INT4, INT5, ЮТб, образуют пачки соответственно для i -го и i +1 -го математических циклов. Интервалами времени между импульсами в одной пачке являются Д/2, И Aij, Д<4 для i-го и i + 1-го циклов работы соответственно. Таким образом, основным отличием циклограммы управления является непостоянство времени цикла управления которое

зависит от длительности цикла накопления.

Т Т

мыктоМ л_ цгюл(|'-н)_

пачка импульсов

NT, INT, INT,

t,C

Цикл накопления I Математический Цикл накопления 1+1 цикл i

Математический цикл ¡+1

Рис 9. Циклограмма алгоритма управления для диапазона малой скорости

Цикл накопления заканчивается либо по истечении сторожевого времени, либо по факту приема трех последовательных импульсов по каждой из колесных пар. Ниже приведены выражения для оценок скорости, ускорения, производной от ускорения и скольжения:

у = 1К.) - АЫ,)12Т™ -Мр))+ Л'2(,)К,)+Л'2(,))]

(10)

*(0 ^.„.(O^IW^MWIW+^W)

(11).

А*0) =

4яЯС KtO-l) Wl(,) ~ Аг2(0 Ж(,-|) + й'2(,-|) K(,M)^2(,-|)] Лгд'1(,)д'1(м)^2(0д'2(,ч)^м0)^п.(,-1)1д'1(.) + Д'гО) X^iO-i) + ^20-1))

JVA'l(.)^l(i-l)A'2(,)A'2(M)^ml(0i:intH)(A'l(,) + Х.д'|(м) + Abo-!))

(12)

( ^Ч^М^оК.) Д 12{1)\УВ + Ав (тмм + тм)] J

Алгоритм формирования управляющего воздействия.

Алгоритм формирования управляющего воздействия основан на анализе оценок показателей качества, заключающимся в их сравнении с эталонными значениями. Если один или несколько показателей качества выходят из диапазона допустимых значений, определяемого эталонными значениями, то принимается решение о выдаче соответствующих команд управления. При управлении процессом торможения формируемые системой команды обеспечивают регулирование тормозного усилия, которое прикладывается к колесу. При управлении процессом разгона с помощью команд регулируется величина прикладываемого к колесу крутящего момента.

В связи с тем, что система управления производит расчет показателей качества с периодом , то длительность команды

управления также соответствует длительности . Однако для

обеспечения более точного регулирования может потребоваться сформировать команду управления с длительностью менее Поэтому целесообразно формировать команды в двух режимах -статическом и импульсном рис. 10 и 11.

Статическая команда

'ШШШШШШШШ,

Включение КОМДИПМ Выключение ЮТМЯН1М 1

Управляющее' устройство 4

Рис. 10 Формирование статической команды Динамическая команда

р I ш

Вкл коь Управляющее устройство 1 ФврЯМрОМ- тсльояориого _ очени акды } ' • 1 ; ! 1 ! ; ! • 4 \ 5 1 \ ! 1 Выключение кпмачтш ■ '«

\ 1 * м Н — 1 Г

Рис. 11 Формирование динамической команды

Для получения импульсной команды управления производится логическое перемножение исходной (статической) команды на опорный сигнал прямоугольной формы. Управляя скважностью опорного сигнала можно менять скважность динамической команды управления, а следовательно, регулировать длительность команды в течение цикла работы системы управления.

Алгоритм формирования команд управления основан на анализе величин рассогласования между эталонными показателями качества и их оценками. Алгоритм поясняется рисунком 12, из которого видно, что на основании величины скольжения колесной пары обеспечивается формирование команд управления процессом торможения. Алгоритм формирования команд управления процессом разгона полностью аналогичен алгоритму управления процессом торможения за исключением того, что при боксовании скольжение колеса является отрицательной величиной, а ускорение - положительной.

Рис. 12 Формирование команд управления процессом торможения

Предложенный подход к формированию команд управления позволяет путем корректировки пороговых констант легко изменять параметры системы управления и настраивать ее на характеристики тормозных систем различных моделей (с различными динамическими характеристиками). Более того, имея в ПЗУ несколько прошитых таблиц пороговых констант, возможно, в зависимости от климатических и/или погодных условий, оперативно перенастраивать режим работы системы (по аналогии с автоматическими коробками передач современных автомобилей, где есть возможность переключения между режимами «летней», «зимней», «спортивной» и «экономичной» езды).

В третьей главе диссертации проводится экспериментальное исследование и оценка эффективности алгоритмов обработки и управления. На рис. 13 представлена структура эксперимента. Методика эксперимента включает проведение опытов на трех уровнях: лабораторный стенд, катковый стенд и натурный эксперимент. Каждый последующий уровень являлся очередной степенью приближения к реальным входным воздействиям и условиям эксплуатации. Однако структура эксперимента на каждом уровне остается постоянной, а изменяются лишь источники и приемники сигналов.

Источник У Противоюзо-боксов очная

частотного сигнала шина 1

Источник сигнала У система

давления -/ ► шина 2 управления У Приемник

шика 3' команд

Система управления

верхнего

уровня

Рис. 13 Обобщенная структура эксперимента

В лабораторном стенде в качестве источников и приемников сигнала выступаю имитаторы реальных систем и устройств. Так, источником частотного сигнала является / - канальный импульсный генератор низкой частоты, каждый из каналов которого имитирует сигнал импульсного датчика скорости J-ой колесной пары. Источником сигнала давления являются / механических переключателей. Приемник команд представляет собой набор светодиодов, каждый из которых отражает текущее состояние соответствующей команды управления. Достоинствами лабораторного стенда являются широкие возможности для имитации различных режимов движения, удобство отладки и настройки алгоритмов управления, а также невысокая стоимость. Основным недостатком является разомкнутость эксперимента, а точнее отсутствие связи между выдаваемыми командами управления и скоростью колес. Катковый стенд представляет собой вагон, установленный на беговые барабаны. Здесь источником частотного сигнала являются реальные датчики скорости. Приёмниками команд являются электропневмоклапана рабочих тормозных цилиндров, в которые вмонтированы датчики давления. Достоинством этого уровня является замкнутость эксперимента, то есть здесь присутствует зависимость скорости колесных пар от усилия, прилагаемого к тормозным

колодкам. Однако, катковый стенд не позволяет получить реальную картину процесса торможения, так как мощность электродвигателей приводящих во вращение беговые барабаны ограничена и не может сравниться с кинетической энергией движущегося состава. Натурный эксперимент связан со значительными временными и финансовыми затратами, однако позволяет проверить функционирование системы управления в реальных условиях эксплуатации.

Для количественной оценки результатов эксперимента между системой управления и контроллером вагона организуется обмен по последовательному каналу связи RS-485. В качестве контроллера вагона применяется его имитатор на базе PC. По последовательному каналу связи данные о работе системы управления поступают в контроллер вагона, где сохраняются в памяти (на жестком диске). В дальнейшем эти данные подлежат обработке и визуализации. Структура процесса сбора, обработки и визуализации данных представлена на рис. 14.

Предлагаемые в работе алгоритмы обработки и управления реализованы автором в опытном образце противоюзобоксовочной системы управления ДУКС. На рис. 15 показан внешний вид электронного блока системы управления ДУКС, установленной на вагоне метро модели 81-740.

Рис. 15 Противоюзобоксовочиая система управления ДУКС на вагоне метро модели 81-740

На рисунках 16 и 17 представлены результаты натурных экспериментов.

Рис. 16 Управление процессом торможения

СТЪ 1 ОЙ ОСИ

\

:

1 11 1 «ж Л 1 л « РБ2

Скорость 2-ой ¿см \ [ Скорость 3-сД 00*1 ( М л ..... С'" Скор :>ъ вагона

-------------Сквро<ть 4-ои-ви» • -Г ! 1

р! ■_1_I_I_1_I_I_^_з

о ю аз эо <о я аз 70

Время, с

Рис. 17 Управление процессом интенсивного разгона

Эксперименты подтвердили эффективность разработанных алгоритмов управления и показали, что при экстренном торможении система управления ограничила максимальное скольжение колесных пар на уровне 54.5%, а при интенсивном разгоне уменьшила боксование более чем в 5 раз.

В приложениях приведены: таблицы экспериментальных данных, полученных при управлении процессами торможения и разгона; заявка и решение о выдаче патента на изобретение; акт о внедрении результатов диссертационной работы; перечень модификаций системы управления, доведенных автором до серийных изделий; протокол пробеговых испытаний созданной противоюзобоксовочной системы управления и решение межведомственной комиссии о присвоении конструкторской документации изделия литеры "01" (серийное изделие).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе диссертационного исследования получен ряд научных и практических результатов, прямым следствием которых является обеспечение сохранности колесных пар, повышение безопасности, надежности и комфортности передвижения рельсовым транспортом.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. Разработан способ обработки, позволяющий функционировать системе управления даже в условиях 100%-го синхронного юза всех колесных пар носителя.

2. Детально исследована динамика процессов торможения и разгона, в результате чего была установлена необходимость расширения множества используемых показателей качества.

3. Созданы и на программном уровне реализованы алгоритмы управления, обеспечивающие защиту колесных пар от скольжения в режимах торможения и разгона.

4. Предложен новый способ обработки, позволяющий повысить надежность импульсного датчика скорости и уменьшить его массогабаритные показатели.

5. По результатам, полученным в ходе выполнения работы, создан опытный образец электронной противоюзобоксовочной системы управления для железнодорожного транспорта. Опытный образец доведен до серийно выпускаемого изделия.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

1. Билик Р.В., Марон А.С. Снижение уровня флуктуации выходного сигнала датчика скорости противоюзобоксовочного устройства за счет размещения датчика на валу тягового двигателя. // Транспортный электропривод - 2001, сб. тезисов докладов Электросила № 41, 2002 г. под редакцией Н.Д. Пинчука.

2. Билик Р.В., Алексеев П.С. Способы борьбы с синхронным юзом в противоюзных устройствах. Актуальные вопросы управления в технике и экономике. / Сборник трудов студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых БГТУ под общей ред. д.т.н., проф. СМ. Стажкова. - Санкт-Петербург 2003.

3. Билик Р.В., Поленов Н.М., Сорокин А.А. Принципы организации рабочего места для создания ПО многофункциональной РЛС. // Материалы 56-ой научно-технической конференции СПб НТОРЭС имени А.С. Попова, изд. СПбГЭТУ "ЛЭТИ", СПб, 2001 г.

4. Билик Р.В., Сорокин А.А. Особенности технологии программирования и отладочных средств современных вычислительных систем многофункциональных РЛС. // ХГХ Всероссийский симпозиум "Радиолокационное исследование природных сред", тезисы докладов, СПб, 2001 г.

5. Билик Р.В., Сорокин А.А. Организация вычислительного процесса в многопроцессорных вычислительных системах обработки радиолокационной информации. Актуальные вопросы ракетостроения. / Сб. статей под общей ред. д.т.н., проф. Ю.П. Савельева. Выпуск 1. - СПб.: БГТУ. 2001. С. 183188.

6. Билик Р.В., Марон А.С, Борейша В.В., Минаев М.И., Пинский В.П. Заявление о выдаче патента Российской Федерации на изобретение, № 2003113366/11(014273) от 28.04.2003 "Способ предотвращения юза тормозящего колеса".

Подписано в печать Ц.0£ОЧ . Формат 60*84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,6. Тираж 100 экз. Заказ 49.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательства СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ" 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

н 98 85

Оглавление.

Основные обозначения и сокращения.

Введение.

Глава 1. Процессы торможения и разгона. Структуры управления

1.1. Об актуальности управления процессами торможения и разгона.

1.2. Структура систем автоматического управления процессами торможения и разгона.

1.3. Используемые показатели качества.

1.3.1. Определение используемых показателей качества.

1.3.2. Оценка показателей качества.

1.3.3. Обоснование выбора шага дискретности для импульсного датчика скорости.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Анализ и синтез алгоритмов обработки и управления

2.1. Анализ влияния погрешностей импульсного датчика скорости на погрешность оценивания показателей качества.

2.2. О требованиях, предъявляемых к производительности управляющего устройства системы управления.

2.3. Оптимизация алгоритма обработки выходного сигнала импульсного датчика скорости.

2.4. Анализ и синтез алгоритмов циклограммирования и управления.

2.4.1. Алгоритм управления для диапазона большой скорости.

2.4.2. Математический цикл управления для диапазона большой скорости.

2.4.3. Алгоритм управления для диапазона малой скорости.

2.4.4. Математический цикл управления для диапазона малой скорости.

2.5. Алгоритм формирования управляющего воздействия.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Экспериментальные исследования и оценка эффективности алгоритмов системы управления

3.1. Методика эксперимента.

3.1.1. Структура эксперимента.

3.1.2. Сбор и обработка экспериментальных данных.

3.1.3. Комплекс сервисного программного обеспечения.

3.2. Опытный образец противоюзобоксовочной системы управления.

3.2.1. Управляющее устройство.

3.2.2. Импульсный датчик скорости.

3.2.3. Исполнительные механизмы.

3.3. Результаты экспериментальных испытаний системы управления процессами торможения и разгона.

3.3.1. Проверка эффективности управления процессом интенсивного разгона.

3.3.2. Проверка эффективности управления процессом экстренного торможения.

Выводы по главе 3.

Процессы разгона и торможения рельсовых транспортных средств в нашей стране относятся к малоизученной области знаний и начали исследоваться сравнительно недавно. В связи с тем, что такие процессы носят случайный и нестационарный характер, они плохо поддаются математическому описанию и моделированию, что является одной из причин отсутствия на сегодняшний день достаточно полной теоретической проработки данной тематики [1]. Однако, несмотря на это, при создании современных колесных транспортных средств, перед разработчиками все чаще встают задачи обеспечения возможности автоматического управления процессами разгона и торможения. При этом преследуются такие цели, как:

- повышение безопасности движения;

- повышение надежности транспортных средств и дорожного покрытия (применительно к железной дороге - рельсовых путей);

- минимизации тормозного пути;

- повышение комфорта.

Причем для различных видов колесного транспорта на первый план выходят различные цели. Так, для автомобильного транспорта основной целью является повышение безопасности движения. Система управления должна воспрепятствовать заносу и сохранить управляемость при экстренном торможении или интенсивном разгоне автомобиля. Для железнодорожного транспорта наиболее важным является обеспечение сохранности элементов шасси и железнодорожного полотна [2,3,4,5,6]. Система управления должна не допустить заклинивания колеса при торможении, так как это приводит к его частичному разрушению, а также ограничить боксование при разгоне, так как интенсивное боксование вызывает перегрузку тяговых двигателей [6,7].

За рубежом исследования по данной тематике начались с середины 50-ых годов [8]. В результате сегодня мы можем видеть, что практически все современные автомобили иностранного производства оборудуются ABS (антиблокировочная система тормозов) и ASR (система контроля силы тяги двигателя). Железнодорожный транспорт также оснащается подобными системами автоматического управления [9]. В англоязычных журналах и переводных изданиях периодически встречаются статьи, посвященные данной тематике [8,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22].

Однако сведения, приводимые в различных научных журналах, носят достаточно отрывистый и фрагментарный характер. К тому же производители не раскрывают алгоритмы и принципы, на которых основано функционирование, разработанных ими систем управления. В то же время Международный Союз Железных Дорого (МСЖД) [34] выпустил документ МСЖД 541-05VE - "Предписание для проектирования устройств защиты от проскальзывания колесных пар" [9]. В этом документе отмечается, что применение механических противогазных систем предписывается для вагонов, построенных после 01.01.74 г., а применение электронных противогазных систем предписывается для вагонов, построенных после 01.01.80 г. На документ МСЖД 541-05VE также ссылается испытательный центр железнодорожной техники ВНИИЖТ МПС в документе ТМ-04-001-91 [35. с.22-26] "Методика 3. Испытания противоюзных устройств".

Исходя из приведенных выше нормативных документов, а также с учетом того, что в России исследования в данной области находятся в стадии становления, следует, что создание систем автоматического управления процессами разгона и торможения рельсовых транспортных средств на сегодняшний день является актуальной научной задачей.

В качестве объекта исследования в данной работе выступает система автоматического управления и обработки информации. Предметом исследования является управление процессами торможения и разгона. С точки зрения новизны, объект исследования традиционный, в то время как предмет исследования является новым.

Основными научными задачами, решаемыми в рамках данной работы, являются:

1. исследование динамики процессов торможения и разгона с целью определения их основных особенностей и параметров;

2. создание алгоритмов обработки и способов, повышающих качество управления процессами торможения и разгона.

Целями исследования диссертационной работы являются:

1. повышение безопасности движения рельсового транспорта в режимах торможения и разгона;

2. повышение надежности рельсовых путей и шасси рельсовых транспортных средств;

3. минимизация тормозного пути при управляемом процессе торможения;

4. повышение комфортности передвижения,рельсовым транспортом.

Перечисленные цели достигаются за счет разработанных в рамках данного исследования алгоритмов обработки и управления. В частности в работе предлагается новый способ управления, обеспечивающий устойчивое управление процессом торможения даже при 100%-ом синхронном скольжении всех колес носителя. Алгоритм обработки сигнала от импульсного датчика скорости с малым числом ламелей. Алгоритм, обеспечивающий раздельное управление для диапазона малой скорости (до 20 км/ч) и диапазона большой скорости (свыше 20 км/ч).

На защиту выносится:

1. способ и алгоритмы для системы управления процессом торможения;

2. алгоритм для системы управления процессом разгона;

3. способ оценки скорости носителя, обеспечивающий функционирование системы управления в условиях 100%-го синхронного скольжения всех колес;

4. специальное программное обеспечение, реализующее разработанные алгоритмы управления;

5. общее программное обеспечение, позволяющее производить настройку разработанных алгоритмов управления;

6. экспериментальный образец системы автоматического управления процессами торможения и разгона рельсового транспорта.

У автора данной работы имеются следующие публикации по теме диссертации:

1. Билик Р.В., Марон А.С. Снижение уровня флуктуаций выходного сигнала датчика скорости противоюзобоксовочного устройства за счет размещения датчика на валу тягового двигателя. Транспортный электропривод - 2001. Сб. тезисов докладов Электросила № 41, 2002г / Под редакцией Н.Д. Пинчука.

2. Билик Р.В., Сорокин А.А. Организация вычислительного процесса в многопроцессорных вычислительных системах обработки радиолокационной информации. Актуальные вопросы ракетостроения. Сб. статей / Под общей ред. д.т.н., проф. Ю.П. Савельева. Выпуск 1. - СПб.: БГТУ. 2001. С. 183-188. (Положения, предлагаемые в статье, были использованы при организации подсистемы регистрации).

3. Билик Р.В., Алексеев П.С. Способы борьбы с синхронным юзом в противоюзных устройствах. Актуальные вопросы управления в технике и экономике. Сборник трудов студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых БГТУ / Под общей ред. д.т.н., проф. С.М. Стажкова. - Санкт-Петербург 2003. УДК 681.5+65 А43.

4. Акт о внедрении результатов диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук Билика Р.В. Акт выдан ОАО "Экспериментальным заводом" ХК "Ленинец" (см. прил. 5).

5. Заявление о выдаче патента Российской Федерации на изобретение [92], а также решение о выдаче патента на изобретение "Способ предотвращения юза тормозящего колеса" (см. прил. 6).

В результате выполнения диссертационной работы получены следующие научные результаты:

1 исследована динамика процессов торможения и разгона и выявлены их основные особенности и параметры.

2 найдены следующие алгоритмы обработки и способы, обеспечивающие повышение качества управления процессами торможения и разгона:

2.1.алгоритм управления тормозной системой, обеспечивающий ограничение скольжения колеса на уровне не более 54%;

2.2. алгоритм управления тяговыми двигателями, снижающий уровень боксования в 5-7 раз;

2.3.способ обработки сигнала, обеспечивающий устойчивое функционирование системы управления в условиях даже 100%-го синхронного скольжения всех колес носителя;

2.4.алгоритм обработки выходного сигнала импульсного датчика скорости с малым (в 7-8 раз меньшим, чем у зарубежных аналогов) числом ламелей;

Основными прикладными результатами работы являются:

1. специальное программное обеспечение, реализующее предлагаемые алгоритмы обработки и управления;

2. общее программное обеспечение, позволяющее производить настройку и отработку алгоритмов обработки и управления;

3. экспериментальный образец системы автоматического управления процессами разгона и торможения рельсового транспорта;

4. применение разработанных алгоритмов обработки и управления в серийно-выпускаемой противоюзобоксовочной системе управления для железнодорожного транспорта ДУКС.

Диссертационная работа состоит из трех глав. Первая глава является обзорно-постановочной. В этой главе показан внешний вид и характер подлежащих обработке сигналов. Вводится структура системы управления процессами разгона и торможения, обосновывается выбор множества показателей качества, дается их определение и оценка. Также дается обоснование применения импульсного датчика скорости и предлагается методика выбора шага дискретности. Объем первой главы составляет 25 страниц (примерно 20% от общего объема диссертации).

Вторая глава является теоретической. В этой главе осуществляется анализ и синтез алгоритмов обработки и управления. Оцениваются ошибки, возникающие при расчёте показателей качества, которые вызваны погрешностями в импульсном датчике скорости. Анализируются требования, b предъявляемые к производительности микропроцессорного устройства.

Объем второй главы составляет 40 страниц (примерно 30% от общего объема диссертации).

Третья глава экспериментальная. В этой главе приводится методика эксперимента. Подробно описывается разработанное общее программное обеспечение, которое предназначено для обработки экспериментальных данных. Кратко описан экспериментальный образец противоюзобоксовочной системы управления, приведено несколько фотографий. В главе также рассматриваются два натурных эксперимента. В этих экспериментах анализируется эффективность работы опытного образца системы при управлении процессами разгона (первый эксперимент) и торможения (второй ^ эксперимент). Объем третьей главы составляет 48 страниц (примерно 37% от общего объема диссертации).

В приложениях 5 и 6 приводятся акты о внедрении результатов диссертационного исследования, а также заявка на изобретение.

Выводы по главе 3

1. Экспериментально подтверждена эффективность предлагаемых в работе алгоритмов обработки сигнала и управления. Важно отметить, что реализованные в рамках данного исследования эксперименты проводились не только с моделями, но также и с реальными объектами управления (подвижной железнодорожный состав), что в значительной степени повышает достоверность результатов исследования.

2. Экспериментально установлено, что применение системы управления процессом разгона и торможения позволяет: а) снизить боксование колесных пар более чем в 5 раз; б) обеспечить защиту от полной блокировки колесных пар и ограничить скольжение на уровне 54%; в) повысить общую динамику разгона и торможения поезда. г) уменьшить вероятность возникновения перегрузки тяговых электродвигателей по напряжению, что повышает их надежность;

3. Созданный по результатам выполненных исследований опытный образец системы управления послужил прототипом для создания и выпуска семейства противоюзобоксовочных систем управления ДУКС (см. прил. 2). Это подтверждается соответствующим актом о внедрении (см. прил. 5) и протоколом пробеговых испытаний (см. прил. 7).

4. Разработанный комплекс сервисного программного обеспечения производит не только регистрацию экспериментальных данных, но также их обработку и графическое представление. При разработке комплекса сервисного программного обеспечения использовались материалы автора данной работы, опубликованные в работе [64].

125

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенного исследования была установлена высокая степень актуальности решения задачи эффективного управления не только процессами торможения, но и процессами разгона колесного рельсового транспорта. В то же время выяснилось, что в России исследования в данной области практически отсутствуют.

На основе проведенных исследований предложен один из вариантов структуры системы автоматического управления. Проанализированы рекомендации Международного Союза Железных Дорог относительно выбора показателей качества для систем управления процессами торможения и разгона. В результате было дано обоснование расширения множества показателей качества добавлением в него первой и второй производных от скорости колеса, что позволило на порядок сократить время обнаружения развития скольжения.

В работе дано обоснование применения импульсного датчика скорости с малым (в 5-7 раз меньшим, чем у зарубежных аналогов) числом ламелей, что в совокупности с предложенным алгоритмом обработки сигнала позволило повысить надежность датчика, снизить его массогабаритные показатели, уменьшить его стоимость и смягчить требования к точности изготовления. Следствием этого явилось также расширение области применения такого датчика в частности для автомобильного колесного транспорта.

Предложенный алгоритм управления, заключающийся в применении различных способов обработки сигнала для двух скоростных диапазонов (диапазона малой и большой скорости), позволил на порядок сократить цикл накопления сигнала в диапазоне большой скорости, следствием чего явилось значительное повышение быстродействия системы управления на больших скоростях.

Кроме того, автором данной работы предложен оригинальный алгоритм оценки скорости носителя, позволяющий устойчиво функционировать системе управления процессом торможения в условиях полной блокировки колес (100%-ое скольжение). Предложенный алгоритм оформлен в виде заявки на изобретение и в данный момент находится на стадии экспертизы (см. прил. 6).

Применение микропроцессорного устройства позволило реализовать предложенные алгоритмы обработки сигнала и управления на программном уровне, что в сочетании с использованием заранее заложенными в ПЗУ таблицами с эталонными показателями качества обеспечило гибкость в настройке системы управления на характеристики конкретной тормозной системы.

Результаты представленного диссертационного исследования подтверждены экспериментально. Предложенные в работе алгоритмы реализованы в опытном образце противоюзобоксовочной системы ДУКС. Эффективность алгоритмов была неоднократно подтверждена многочисленными экспериментами, которые выполнялись как на лабораторных стендах, так и в условиях натурных испытаний. Так, на основании проведенных натурных экспериментов установлено, что разработанные алгоритмы управления позволяют в режиме экстренного торможения поезда ограничить величину скольжения колес на уровне 54%. А в режиме интенсивного разгона удалось добиться снижения избыточного проскальзывания колес более чем в 5 раз.

Главным практическим результатом диссертационного исследования явилось внедрение его основных положений и научно-практических рекомендаций при создании и выпуске на ОАО "Экспериментальный завод" ХК "Ленинец" семейства противоюзобоксовочных систем управления для железнодорожного транспорта. Свидетельством практической ценности данной работы являются: акт о внедрении (см. прил. 5), решение о допуске к эксплуатации созданной системы управления на линиях Московского метрополитена с пассажирами (см. прил. 7), а также решение межведомственной комиссии о присвоении конструкторской документации системы управления литеры «О!» (серийное изделие) (см. прил. 8).

127

1. Асадченко В.Р., Белошевич А.А. Реализация свойств сцепления колес с рельсами при избыточном скольжении в режиме торможения. УДК 629.4.015:625.032.8:629.4.067.4.

2. Лыскж B.C. Причины и механизм схода колеса с рельса. Проблемы износа колес и рельсов. М.: Транспорт, 1997. - 188 с.

3. Лукьянов А.В., Лукьянов С.А. Методика экспериментальных исследований условий контактирования с рельсами колес движущихся поездов / Повышение прочности и надежности пути: Сб. научн. трудов. М.: Транспорт, 1989. С.36-44.

4. Лысюк B.C. Основные причины и механизм схода колес с рельсов / Путь и путевое хозяйство, 1996, №4, С. 11-90, №5, С. 17-37.

5. Лысюк B.C. О роли в повреждении рельсов их динамической разуклонки, контактных деформаций головки и проскальзывания колес / Динамика механических систем. Сб. науч. трудов ИТМ АН УССР. Киев: Наукова думка, 1983. С.157-169.

6. Уменьшение бокового износа рельсов и гребней колес. B.C. Лысюк, А.В. Лукьянов, В.Н. Цюренко и др. Управление надежностью железнодорожного пути. -М.: Транспорт. 1991. С.58-69.

7. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. - 526 с.

8. М. Буато (М. Boiteux). Reoue Generate des Chemins de Fer, 1986, №2, p.80-86.

9. Тормоз. Предписание по конструкции различных частей тормоза. Противоюзное устройство. Памятка МСЖД 541-05 VE (UIC-Kodex 541-05 VE), 1980.

10. Регулирование тяги с высоким использованием сил сцепления // Железные дороги мира. 1999. - №2. - С. 18-22.

11. Тормозное оборудование для поездов TGV нового поколения // Железные дороги мира. 1999. - №1. - С.32-34.

12. Колеса во взаимодействии с рельсами // Железные дороги мира. 1998. -№11.-0.27-30.

13. Предотвращение сходов подвижного состава с рельсов // Железные дороги мира. 1999.-№7.-С.31-32.

14. Новые чугунные тормозные колодки // Железные дороги мира. 1999. — №5. - С.40-41.

15. Гордиенко П. И. Новое представление об образовании силы тяги и коэффициенте сцепления электроподвижного состава // Железные дороги мира. 1999.-№4.-С. 18-22.

16. Оптимизация ведения поезда с помощью бортового компьютера // Железные дороги мира. 1999. - №3. - С.29-30.

17. Пути снижения износа колес и рельсов // Железные дороги мира. 2002. -№4. - С.22-24.

18. Измерительный подвижной состав нового поколения // Железные дороги мира. 2002. - №3. - С.48.

19. Обобщение мирового опыта тяжеловесного движения в области колес, рельсов и их взаимодействия // Железные дороги мира. 2002. - №8. - С.35-36.

20. Техническое обслуживаниеи ремонт колесных пар // Железные дороги мира.-2002.-№9.-С). 10-11.

21. Пути оптимизации системы колесо рельс // Железные дороги мира. - 2002. - №12. - С.30-31.

22. Оптимальное использование сил сцепления электровозами с трехфазным приводом и крутизна характеристик сцепления. // Железные дороги мира. -1996. №2. - С.31-36.

23. Имаев Д.Х., Ковальски 3., Яковлев В.Б., Кузьмин Н.Н., Пошехонов Л.Б., Цапко Г.П., Анализ и синтез САУ. Теории. Методы, Санкт-Петербург, Гданьск, Сургут, 1997.

24. Бессекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М. 1976.

25. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. СПб.: БХВ-Петербург, 2000.

26. Лэм Г. Аналоговые и цифровые фильтры. М.: Мир. 1982.

27. Рабинер Л., Гоулд Б., Теория и применение цифровой обработки сигналов. — М.: Мир. 1978. 848 с.

28. Солонина А.И., Улахович Д.А., Яковлев Л.А. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов. СПб.: БХВ-Петербург, 2001. - 464 е.: ил.

29. Гольденберг Л.М., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов. Справочник. — М.: Радио и связь, 1995.

30. Гольденберг Л.М., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов. Учебное пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1990.

31. Куприянов М.С., Матюшкин Б.Д. Цифровая обработка сигналов: процессоры, алгоритмы, средства проектирования. 2-е изд., перераб. и

32. Куприянов М.С. и др. Техническое обеспечение цифровой обработки сигналов. СПб.: Наука и техника. 2000.

33. Инж. И. Дзярновская. Деятельность МСЖД в направлении развития железнодорожного транспорта. Научно-техническое издание под ред. В.М. Богданова, Г.В. Гогричиани, Проблемы железнодорожного транспорта. УДК 061.25:656.2 ОСЖД, 1999, с. 135-141.

34. ТМ-04-001-91. Типовая методика испытаний тормозных систем железнодорожного подвижного состава после изготовления и перед вводом в эксплуатацию. ВНИИЖТ МПС, 1990.

35. Инструкция по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог (МПС РФ, N ЦГ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277). М.: Транспорт, 1994.

36. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава. Справочник. В.И. Крылов, В.В. Крылов, В.Н. Ефремов, П.Т. Демушкин. М.: Транспорт, 1988.

37. Тормоз. Пневматические тормоза для грузовых и пассажирских поездов. Памятка МСЖД 540 V (UIC-Kodex 540 V).

38. Тормоз. Предписания по конструкции различных частей тормоза. Памятка МСЖД 541-1VE (UIC-Kodex 541-1VE).

39. Тормоз. Предписания по оборудованию вагонов. Памятка МСЖД 543 VE (UIC-Kodex 543 VE).

40. Тормоз. Тормозная мощность (эффективность). Памятка МСЖД 544-1 VE (UIC-Kodex 544-1 VE).

41. Тормоз. Тормоза высокой мощности для пассажирских поездов. Памятка МСЖД 546 VE (UIC-Kodex 546 VE).

42. Тормоз. Предписания по конструкции различных частей тормоза. Автоматические устройства регулирования тормозной силы от загрузки и переключатели положений "порожний-груженый". Памятка МСЖД 541-04 VE (UIC-Kodex 541-04 VE).

43. Правила проведения испытаний электропоездного состава после изготовления и перед вводом в эксплуатацию. Стандарт МЭК 165.

44. Соколова Е.М. Электрическое и электромеханическое оборудование: общепромышленные механизмы и бытовая техника. М.: Мастерство. 2001 - 224 с.

45. Инкин А.И. Электромагнитные поля и параметры электрических машин. -М.: ЮКЭА. 2002-464 с.

46. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления: Справочник / под редакцией С.Т. Хвоща. Л.: Машиностроение, 1987. - 640 с.

47. Прангишвили И.В., Стецюра Г.Г., Микропроцессорные системы. М.: Наука. 1980. - 237 с.

48. Don Morgan A DSP for Every Application // Embedded System Programming. Vol. 12, 1999, №4, April.

49. Солонина А.И., Яковлев JI.A. Основы построения микропроцессорных систем: Учеб. пособие. JL: ЛЭИС, 1991.

50. Балашов Е.П., Григорьев В.Л., Петров Г.А. Микро- и миниЭВМ: Учебное пособие для вузов. Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1984. -376 с.

51. Гук М.Ю. Аппаратные средства IBM PC: Энциклопедия. СПб.: Питер, 1998.-815 с.

52. Однокристальные микроЭВМ: Справочник. М.: МИКАП, 1994. - 400 е.: ил. - ISBN 5-85959-030-Х.

53. Корнеев В.В., Кисилев А.В. Современные микропроцессоры. М.: НОЛИДЖ, 1998.

54. Новые DSP новый рывок в производительности / Пер. с англ. М. Ахметова / ChipNews, №10 , 2000.

55. Бетелин В.Б., Грузинова Е.В., Кольцова А.А. и др. Архитектура цифровых процессоров обработки сигналов. М.: РАН, Научный совет по комплексной проблеме "Кибернетика", 1993.

56. Брайсон А. Хо Ю-Ши. Прикладная теория оптимального управления. — М.: Мир. 1972. 544 с.

57. Теория автоматического управления: Учеб. для вузов. В 2-х ч. Ч. 1. Теория линейных систем автоматического управления / Под ред. А.А. Воронова. -2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1986. — 367 с.

58. Воронов А.А. Основы теории автоматического управления. Автоматическое регулирование непрерывных линейных систем. М. 1980.

59. Юревич Е. И. Теория автоматического управления. М. 1975.

60. Орлов С.А., Технологии разработки программного обеспечения. Разработка сложных программных систем: Учебник для ВУЗов. СПб.: Питер, 2002. — 464 е.: ил.

61. Якобсон А., Буч Г., Рамбо Дж. Унифицированный процесс разработки программного обеспечения. СПб.: Питер, 2002.-496 е.: ил.

62. Фролов А.В., Фролов Г.В. Аппаратное обеспечение IBM PC: В 2-х ч. М.: "Диалог - МИФИ", 1992.

63. Руководство по архитектуре IBM PC АТ/ Ж.К. Голенкова, А.В. Заблоцкий, M.JI. Мархасин и др. Под ред. М.Л. Мархасина. Мн.: ООО "Консул", 1992. - 949 с.

64. Бычков Е.А. Архитектуры и интерфейсы персональных компьютеров. М.: Центр "СКС", 1993 - 152 е.: ил.

65. Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC: Пер. с англ. / Под ред. У. Томпкинса, Дж. Уэбстера. М.: Мир, 1992. - 592 е.: ил.

66. Интерфейсы систем обработки данных: Справочник / А.А. Мячев, В.Н. Степанов, В.К. Щербо; Под ред. А.А. Мячева. М.: Радио и связь, 1989 -416 е.: ил.

67. Уильяме Г.Б. Отладка микропроцессорных систем: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1988 - 253 е.: ил.

68. Казаринов А.В. Сравнительная оценка эффективности тормозных средств // Вестник ВНИИЖТ. 1979, № 1. С.38-41.

69. Исаев И.П., Случайные факторы и коэффициент сцепления. М.: Транспорт, 1970 - 184 с.

70. Боэм Б.У. Инженерное проектирование программного обеспечения. М.: Радио и связь, 1985. 511 с.

71. Липаев В.В. Отладка сложных программ: Методы, средства, технология. М.: Энергоматиздат, 1993. 384 с.

72. Карниган Б., Ритчи Д. Язык программирования Си: Пер. с англ. 3 изд-е испр. - СПб.: Невский Диалект, 2000.

73. Карниган Б., Пайк Р. Практика программирования: пер. с англ. СПб, Невский Диалект, 2001.

74. Шилд Г. Справочник программиста на C/C++: Пер. с англ. / Учебн. пособие. -М.: Издательский дом "Вильяме", 2000.

75. Страуструп Б. Язык программирования С++. 3-е изд./ Пер. с англ. СПб.: М.: Невский Диалект - "Изд-во БИНОМ", 1999.

76. Р. Джордейн. Справочник программиста персональных компьютеров типа IBM PC, XT и AT: Пер. с англ. М.: Финансы и статистика, 1991. - 544 с.

77. Майерс Г. Искусство тестирования программ. М.: Финансы и статистика, 1982.-176 с.

78. Ван Тассел Д. Стиль, разработка, эффективность, отладка и испытание программ: Пер. с англ. М.: Мир, 1985.

79. Новиков Ю.В., Калашников О.А., Гуляев С.Э. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. М.: ЭКОМ, 1999.-221 с.

80. Бородин С.М., Новиков Ю.В. Модуль логического анализатора для контрольно-измерительных систем на базе микроЭВМ / Микропроцессорные средства и системы. 1987. - №1. - с. 67-68.

81. Новиков Ю.В. Универсальный параллельный интерфейс для модульных микропроцессорных систем измерения, контроля и управления / Микропроцессорные средства и системы. 1989. - №6. - с. 71-72.

82. Новиков. Ю.В. Функциональные модули контрольно-измерительных систем на базе микроЭВМ / Микропроцессорные средства и системы. 1990. — №3. - с. 75-77.

83. Нортон П. Программно-аппаратная организация IBM PC: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1991. 416 е.: ил.

84. Потемкин В.Г. Система инженерных и научных расчетов Matlab 5.x В 2 т.-М.: Диалог-МИФИ, 1999.

85. Бродин В.Б., Шагурин М.И. Микроконтроллеры. Архитектура, программирование, интерфейс. М.: Издательство ЭКОМ, 1999. - 400 е.: илл.

86. Юров В. Assembler. СПб.: Питер, 2000.

87. Правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт, 1993.

88. Тяговые расчеты. Справочник. П.Т. Гребенюк, А.Н. Долганов, А.И. Скворцова. М.: Транспорт, 1987.

89. Билик Р.В., Марон А.С., Борейша В.В., Минаев М.И., Пинский В.П. Заявление о выдаче патента Российской Федерации на изобретение, № 2003113366/11(014273) от 28.04.2003 "Способ предотвращения юза тормозящего колеса".