列车运行控制系统课程设计

铁路信号基础——列车运行控制系统

列车运行控制系统张亚东 西南交通大学

铁路信号基础——列车运行控制系统

背景 高速铁路具有速度快、安全舒适、运输能力强、 正点率高、节能环保、全天候运行等诸多优点。 日本、法国、德国、英国、意大利、西班牙、瑞 典等世界发达国家都争相发展。 世界上首条高速铁路—日本新干线于1964年正式 投入运营。日本新干线始于东京，途径名古屋、 京都等地，终于大阪，营运速度每小时271公里。

铁路信号基础——列车运行控制系统

背景

1983年开通第一条现 1964年开始，新 代化高速铁路，高速 干线总长度达 列车TGV运行速度为 1835公里，高速 300~350km/h, 列车客运量为世 最高试验速度为 界之最。 515.3km/h

1985年开始研究 ICE高速列车， 1991年投入运营, 有高速铁路700 多公里，高速列 车最高运行速度 达330km/h

日本

法国

德国

铁路信号基础——列车运行控制系统

背景世界高速铁路的已投入运营里程(2005年)3000

25732500

2000

15761500

1000

815 546 426 246 88比利时

500

52法国/英国

0

18瑞典

15丹麦 韩国

日本

法国

德国

西班牙

意大利

铁路信号基础——列

列车运行控制系统 第一节 概述

一、 发展历程

随着铁路运输的任务越来越重，列车运行速度越来越高，保证运输安全的问题也越来越突出。完全靠人工瞭望、人工驾驶列车已经不能保证行车安全了，即使装备了机车信号和自动停车装置，也只能在列车一般速度运行条件下保证安全无法实现高速列车的安全保证，因为它们不能完成防止超速行车和冒进信号的现象。因此，需要研究列车运行控制系统，实现对列车间隔和速度的自动控制，进一步提高运输效率，保证行车安全。

要实现上述目标，不是简单的设备改进可以完成的，需要解决许多关键技术问题，例如：车－地之间大容量、实时、可靠信息传输，列车定位，列车精确、安全控制等。需要车载设备、轨旁设备、车站控制、调度指挥、通信传输等系统良好的配合才能实现，如果把前面讨论的系统称为传统铁路信号系统，那么，以现代列车运行控制技术为核心的信号系统可以称为现代铁路信号系统。

现代信息技术的迅速发展，对铁路信号技术产生了重要影响，为形成现代铁路信号系统提供了条件。列车运行自动控制系统（简称列控系统）是计算机、通信、控制等信息技术与信号技术的一个高水平集成与融合的产物。

列车运行控制系统定义：由列控中心、闭塞设备、地面信号设备、地车信息传输设备、车载速度控制设备

列车运行控制系统 第一节 概述

一、 发展历程

随着铁路运输的任务越来越重，列车运行速度越来越高，保证运输安全的问题也越来越突出。完全靠人工瞭望、人工驾驶列车已经不能保证行车安全了，即使装备了机车信号和自动停车装置，也只能在列车一般速度运行条件下保证安全无法实现高速列车的安全保证，因为它们不能完成防止超速行车和冒进信号的现象。因此，需要研究列车运行控制系统，实现对列车间隔和速度的自动控制，进一步提高运输效率，保证行车安全。

要实现上述目标，不是简单的设备改进可以完成的，需要解决许多关键技术问题，例如：车－地之间大容量、实时、可靠信息传输，列车定位，列车精确、安全控制等。需要车载设备、轨旁设备、车站控制、调度指挥、通信传输等系统良好的配合才能实现，如果把前面讨论的系统称为传统铁路信号系统，那么，以现代列车运行控制技术为核心的信号系统可以称为现代铁路信号系统。

现代信息技术的迅速发展，对铁路信号技术产生了重要影响，为形成现代铁路信号系统提供了条件。列车运行自动控制系统（简称列控系统）是计算机、通信、控制等信息技术与信号技术的一个高水平集成与融合的产物。

列车运行控制系统定义：由列控中心、闭塞设备、地面信号设备、地车信息传输设备、车载速度控制设备

目录

一、绪论 ..................................................................................................... 2 1.1 课程设计背景及目的 ................................................................... 2 1.2 课程设计任务与要求 ................................................................... 2 二、系统设计过程 .................................................................................... 4 2.1 系统理论分析方法 ....................................................................... 4 2.2 控制器设计过程 ......................................................

一．概述

温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。本设计的控制对象为一电加热炉，输入为加在电阻丝两断的电压，输出为电加热炉内的温度。输入和输出的传递函数为：G(s)=2/(s(s+1))。控温范围为100~500℃，利用PID控制算法进行温度控制。

二．温度控制系统的组成框图

采用典型的反馈式温度控制系统，组成部分见下图。其中数字控制器的功能由单片机控制实现。

图1..1温度控制系统的组成框图

三．温度控制系统结构图及总述

图1.2温度控制系统结构图

图中由4~20mA变送器，I/V，A/D转换器构成输入通道，用于采集炉内的温度信号。其中，变送器选用XTR101，它将热电偶信号（温度信号）变为4~20mA电流输出，再由高精密电流/电压变换器RCV420将4~20mA电流信号变为0~5V标准电压信号，以供A/D转换用。转换后的数字信号送入AT89C51单片机中与与

炉温的给定值进行比较，即可得到实际炉温和给定炉温的偏差，其偏差被PID程序计算出输出控制量。由AT89C51输出电信号送至SC

目录

1. 摘要 2

2. 目的 3

3. 内容 3

4. 原理 3

5. 思想 6

6. 平台 8

7. 心得 11

摘要

集散控制系统（Distributed control system），是以多个微处理机为基础利用现代网络技术、现代控制技术、图形显示技术和冗余技术等实现对分散控制对象的调节、监视管理的控制技术。其特点是以分散的控制适应分散的控制对象，以集中的监视和操作达到掌握全局的目的。系统具有较高的稳定性、可靠性和可扩展性。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。

集散控制

有用的。

2010年第6期

2010年11月10日

机 车 电 传 动ELECTRIC DRIVE FOR LOCOMOTIVES

№6, 2010Nov. 10, 2010

50周年专栏

摘

CTCS-2级列车运行控制系统

张利芝

（株洲南车时代电气股份有限公司安全装备事业部，湖南株洲

412001）

作者简介：张利芝（1967-），

，现从事列车运行控

重介绍了CTCS-2级列车运行控制系统的组成、总体要求、地面设备构成和功能以及车载设备构成、授级）

要：简要介绍了中国列车运行控制系统（Chinese Train Control System, CTCS）的分级，着女，硕士，高级工程师（教

功能和控制模式。CTCS-2级列车运行控制系统的运用，大大提高了铁路运营效率。

究工作。

关键词：列车运行控制；CTCS；列车控制中心；地面应答器；轨道电路；车载设备；控制模式；安全计算机

中图分类号：U260.4+2 文献标识码：A

文章编号：1000-128X(2010)06-0043-05

制技术领域相关技术的研

The Train Control System of CTCS-2

ZHANG Li-zhi

(Safety Equipment Businiss Unit, Z

有用的。

2010年第6期

2010年11月10日

机 车 电 传 动ELECTRIC DRIVE FOR LOCOMOTIVES

№6, 2010Nov. 10, 2010

50周年专栏

摘

CTCS-2级列车运行控制系统

张利芝

（株洲南车时代电气股份有限公司安全装备事业部，湖南株洲

412001）

作者简介：张利芝（1967-），

，现从事列车运行控

重介绍了CTCS-2级列车运行控制系统的组成、总体要求、地面设备构成和功能以及车载设备构成、授级）

要：简要介绍了中国列车运行控制系统（Chinese Train Control System, CTCS）的分级，着女，硕士，高级工程师（教

功能和控制模式。CTCS-2级列车运行控制系统的运用，大大提高了铁路运营效率。

究工作。

关键词：列车运行控制；CTCS；列车控制中心；地面应答器；轨道电路；车载设备；控制模式；安全计算机

中图分类号：U260.4+2 文献标识码：A

文章编号：1000-128X(2010)06-0043-05

制技术领域相关技术的研

The Train Control System of CTCS-2

ZHANG Li-zhi

(Safety Equipment Businiss Unit, Z

成绩

课程设计报告

题 目 PID

控制器应用

课 程 名 称 控制系统仿真 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 班 级 学 生 姓 名 学 号 课程设计地点 课程设计学时 指 导 教 师

金陵科技学院教务处制

一、课程设计应达到的目的

应用所学的自动控制基本知识与工程设计方法，结合生产实际，确定系统的性能指标与实现方案，进行控制系统的初步设计。

应用计算机仿真技术，通过在MATLAB软件上建立控制系统的数学模型，对控制系统进行性能仿真研究，掌握系统参数对系统性能的影响。

二、课程设计题目及要求

1． 单回路控制系统的设计及仿真。 2． 串级控制系统的设计及仿真。 3． 反馈前馈控制系统的设计及仿真。

4． 采用Smith 补偿器克服纯滞后的控制系统的设计及仿真。

三、课程设计的内容与步骤

(1)． 单回路控制系统的设计及仿真。

热工控制系统课程设计

题 目 汽温控制

系 别 专业班级 学生姓名 指导教师

动力工程系

热能与动力工程专业08K5班 秦小叶 081902010322 谷俊杰

二○一一年十二月

目 录

前 言............................................................................................................................ 4 第一部分 多容对象动态特性的求取........................................................................ 5

一、 导前区........................................................................................................... 5 二、惰性区..............................................................................