一種混合動力調車機車工作狀態的識別方法和系統的製作方法
2023-12-09 00:39:21 1
專利名稱：一種混合動力調車機車工作狀態的識別方法和系統的製作方法
技術領域：
本申請涉及內燃機車控制技術領域，特別是涉及一種混合動力調車機車工作狀態的識別方法和系統。
背景技術：
混合動力內燃機車是軌道交通發展方向的一種綠色車型。混合動力技術非常適合於電傳動內燃機車，尤其是調車機車。調車機車具有怠速時間長、運行速度低等特點。採用混合動力技術可以大幅度改善調車機車的燃油經濟性，並減少其排放，對調車機車在隧道等通風不暢的特殊環境中工作具有重要的意義。控制策略是混合動力調車機車的核心，其控制著調車機車的能量分配，而且控制策略與調車機車的工作狀態緊密相關。與混合動力汽車相比，調車機車的工作狀態不僅與其行駛速度有關，而且與拖曳貨物的質量具有緊密聯繫。因此不能僅僅根據車速對其工作狀態進行評價，不同站點的貨物運輸量不同，調車機車的工作狀態也具有很大差異。在實際應用中，根據調車機車的工作狀態適時調整控制策略可以進一步提高其燃油經濟性，並減少其排放。而目前技術中並沒有對調車機車工作狀態進行識別的方法，因此混合動力調車機車在燃油經濟性和排放性能方面的優勢沒有得到最大體現。
發明內容
本申請所要解決的技術問題是提供一種混合動力調車機車工作狀態的識別方法和系統，能夠準確識別出當前調車機車的工作狀態，通過該狀態調整控制策略，更好地對調車機車進行能量分配。為了解決上述問題，本申請公開了一種混合動力調車機車工作狀態的識別方法，包括第一階段和第二階段，其中，第一階段包括獲取處於特定工作狀態的調車機車驅動電機的輸出功率總和曲線；對所述輸出功率總和曲線進行採樣，每個樣本為一段輸出功率總和曲線，其中，採樣時間為％秒，採樣間隔為tf秒；計算每段輸出功率總和曲線的第一特徵參數；依據所述特定工作狀態和第一特徵參數確定工作狀態識別所需的控制參數；第二階段包括採集當前調車機車在每％秒內驅動電機的輸出功率總和值，採集間隔與所述採樣間隔tf相等；將所述每％秒內的輸出功率總和值作為一個片段，計算所述片段的第二特徵參數；依據第一階段中獲取的控制參數和所述第二特徵參數，確定調車機車的工作狀態。
優選的，所述計算每段輸出功率總和曲線的第一特徵參數包括統計每段輸出功率總和曲線中輸出功率總和大於或等於0的採樣點，所述採樣點為第一採樣點；計算所述第一採樣點數值的最大值、平均值和標準差；統計每段輸出功率總和曲線中輸出功率總和小於0的採樣點，所述採樣點為第二採樣點；計算所述第二採樣點數值的最大值、平均值和標準差；將所述第一採樣點進行區間劃分，計算每個區間中的採樣點數佔第一採樣點的總點數的比例；將所述第二採樣點進行區間劃分，計算每個區間中的採樣點數佔第二採樣點的總點數的比例；其中，所述第一特徵參數包括第一採樣點數值的最大值、平均值和標準差；第二採樣點數值的最大值、平均值和標準差；每個區間中的採樣點數佔第一採樣點的總點數的比例；每個區間中的採樣點數佔第二採樣點的總點數的比例。優選的，所述計算所述片段的第二特徵參數包括統計片段中輸出功率總和值大於或等於0的採集點，所述採集點為第一採集點；計算所述第一採集點數值的最大值、平均值和標準差；統計片段中輸出功率總和值小於0的採集點，所述採樣點為第二採集點；計算所述第二採集點數值的最大值、平均值和標準差；將所述第一採集點進行與第一採樣點相同的區間劃分，計算每個區間中的採集點數佔第一採集點的總點數的比例；將所述第二採集點進行與第二採樣點相同的區間劃分，計算每個區間中的採樣點數佔第二採集點的總點數的比例；其中，所述第二特徵參數包括第一採集點數值的最大值、平均值和標準差；第二採集點數值的最大值、平均值和標準差；每個區間中的採集點數佔第一採集點的總點數的比例；每個區間中的採樣點數佔第二採集點的總點數的比例。優選的，所述依據所述特定工作狀態和第一特徵參數確定工作狀態識別所需的控制參數包括將所述特定工作狀態設置為工作狀態識別的輸出層，所述第一特徵參數作為工作狀態識別的輸入層；依據下式確定工作狀態識別所需的控制參數
權利要求
1.一種混合動力調車機車工作狀態的識別方法，其特徵在於，包括第一階段和第二階段，其中，第一階段包括獲取處於特定工作狀態的調車機車驅動電機的輸出功率總和曲線；對所述輸出功率總和曲線進行採樣，每個樣本為一段輸出功率總和曲線，其中，採樣時間為％秒，採樣間隔為 秒；計算每段輸出功率總和曲線的第一特徵參數；依據所述特定工作狀態和第一特徵參數確定工作狀態識別所需的控制參數；第二階段包括採集當前調車機車在每％秒內驅動電機的輸出功率總和值，採集間隔與所述採樣間隔tf相等;將所述每％秒內的輸出功率總和值作為一個片段，計算所述片段的第二特徵參數；依據第一階段中獲取的控制參數和所述第二特徵參數，確定調車機車的工作狀態。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述計算每段輸出功率總和曲線的第一特徵參數包括統計每段輸出功率總和曲線中輸出功率總和大於或等於0的採樣點，所述採樣點為第一採樣點；計算所述第一採樣點數值的最大值、平均值和標準差；統計每段輸出功率總和曲線中輸出功率總和小於0的採樣點，所述採樣點為第二採樣點計算所述第二採樣點數值的最大值、平均值和標準差；將所述第一採樣點進行區間劃分，計算每個區間中的採樣點數佔第一採樣點的總點數的比例；將所述第二採樣點進行區間劃分，計算每個區間中的採樣點數佔第二採樣點的總點數的比例；其中，所述第一特徵參數包括第一採樣點數值的最大值、平均值和標準差；第二採樣點數值的最大值、平均值和標準差；每個區間中的採樣點數佔第一採樣點的總點數的比例；每個區間中的採樣點數佔第二採樣點的總點數的比例。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述計算所述片段的第二特徵參數包括統計片段中輸出功率總和值大於或等於0的採集點，所述採集點為第一採集點；計算所述第一採集點數值的最大值、平均值和標準差；統計片段中輸出功率總和值小於0的採集點，所述採樣點為第二採集點；計算所述第二採集點數值的最大值、平均值和標準差；將所述第一採集點進行與第一採樣點相同的區間劃分，計算每個區間中的採集點數佔第一採集點的總點數的比例；將所述第二採集點進行與第二採樣點相同的區間劃分，計算每個區間中的採樣點數佔第二採集點的總點數的比例；其中，所述第二特徵參數包括第一採集點數值的最大值、平均值和標準差；第二採集點數值的最大值、平均值和標準差；每個區間中的採集點數佔第一採集點的總點數的比例；每個區間中的採樣點數佔第二採集點的總點數的比例。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述依據所述特定工作狀態和第一特徵參數確定工作狀態識別所需的控制參數包括將所述特定工作狀態設置為工作狀態識別的輸出層，所述第一特徵參數作為工作狀態識別的輸入層；依據下式確定工作狀態識別所需的控制參數
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述依據第一階段中獲取的控制參數和所述第二特徵參數，確定調車機車的工作狀態包括將所述控制參數和所述第二特徵參數設置為工作狀態識別的的輸入層；依據下式確定調車機車的工作狀態
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在將所述每ts秒內的輸出功率總和值作為一個片段，計算所述片段的第二特徵參數之前還包括從第一個採集點開始，計算前η。次採集的輸出功率總和的平均值，將所述平均值作為當前採集點的輸出功率總和值；將所述當前採集點的輸出功率總和值與前一次採集點的輸出功率總和值進行比較，包括如果變化量的值大於Ρ。，則保持當前採集點的輸出功率總和值不變；如果變化量的值小於Ρ。，則取前一次採集點的輸出功率總和值作為當前採集點的輸出功率總和值。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述採樣時間ts的取值為120s 800s ；所述採樣間隔tf的取值為0. 5s 3s。
8.一種混合動力調車機車工作狀態的識別系統，其特徵在於，包括獲取模塊，用於獲取處於特定工作狀態的調車機車驅動電機的輸出功率總和曲線；採樣模塊，用於對所述輸出功率總和曲線進行採樣，每個樣本為一段輸出功率總和曲線，其中，採樣時間為％秒，採樣間隔為tf秒；採集模塊，用於採集當前調車機車在每％秒內驅動電機的輸出功率總和值，採集間隔
9.根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述計算模塊包括第一統計模塊，用於統計每段輸出功率總和曲線中輸出功率總和大於或等於0的採樣點，所述採樣點為第一採樣點，以及統計所述片段中輸出功率總和值大於或等於0的採集點，所述採集點為第一採集點；第一計算子模塊，用於計算所述第一採樣點和第一採集點數值的最大值、平均值和標準差；第二統計模塊，用於統計每段輸出功率總和曲線中輸出功率總和小於0的採樣點，所述採樣點為第二採樣點，以及統計所述片段中輸出功率總和值小於0的採集點，所述採樣點為第二採集點；第二計算子模塊，用於計算所述第二採樣點和第二採集點數值的最大值、平均值和標準差；第三計算子模塊，用於將所述第一採樣點和第一採集點進行相同的區間劃分，計算每個區間中的採樣點數佔第一採樣點的總點數的比例，以及每個區間中的採集點數佔第一採集點的總點數的比例；第四計算子模塊，用於將所述第二採樣點和第二採集點進行相同的區間劃分，計算每個區間中的採樣點數佔第二採集點的總點數的比例，以及每個區間中的採樣點數佔第二採樣點的總點數的比例；其中，所述第一特徵參數包括第一採樣點數值的最大值、平均值和標準差；第二採樣點數值的最大值、平均值和標準差；每個區間中的採樣點數佔第一採樣點的總點數的比例；每個區間中的採樣點數佔第二採樣點的總點數的比例；所述第二特徵參數包括第一採集點數值的最大值、平均值和標準差；第二採集點數值的最大值、平均值和標準差；每個區間中的採集點數佔第一採集點的總點數的比例；每個區間中的採樣點數佔第二採集點的總點數的比例。
10.根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述確定模塊包括第一設置模塊，用於將所述特定工作狀態設置為工作狀態識別的輸出層，所述第一特徵參數設置為工作狀態識別的輸入層；第一確定子模塊，用於依據下式確定工作狀態識別所需的控制參數
全文摘要
本申請提供了一種混合動力調車機車工作狀態的識別方法和系統，其中，所述方法包括第一階段獲取處於特定工作狀態的調車機車驅動電機的輸出功率總和曲線；對所述輸出功率總和曲線進行採樣，每個樣本為一段輸出功率總和曲線，其中，採樣時間為ts秒，採樣間隔為tf秒；計算每段輸出功率總和曲線的第一特徵參數；依據所述特定工作狀態和第一特徵參數確定工作狀態識別所需的控制參數；第二階段採集當前調車機車在每ts秒內驅動電機的輸出功率總和值，採集間隔與所述採樣間隔tf相等；將所述每ts秒內的輸出功率總和值作為一個片段，計算所述片段的第二特徵參數；依據第一階段中獲取的控制參數和所述第二特徵參數，確定調車機車的工作狀態。
文檔編號B61C17/00GK102556083SQ20111042440
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者張昕, 張欣, 張良, 田毅 申請人:北京交通大學