基于TCN标准的电动车组网络控制实验平台的设计与实现.pdf

大连交通大学
硕士学位论文
标准的电动车组网络控制实验平台的设计与实现
姓名:刘洋
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:唐明新
20090613
摘要近年来,随着国内交流传动高速列车、电动车组、城市轨道交通车辆研究工作的开展,列车控制技术已从单台机车控制逐步向列车网络控制方向发展,网络控制技术已成为高速列车、动车组的必备技术之一。列车控制网络能够将整个列车连成一个整体,完成对列车控制、检测和诊断等信息的传输,从而使整个列车有效而安全的工作,它已引起越来越多研究工作者的兴趣与重视。为了适应当前我国铁路行业发展的新形势,本文首先从列车控制网络的应用现状出发,分析了列车控制网络的技术特点及发展趋势;介绍了基于曜嫉牧谐低ㄐ磐络的通信原理,并根据列车实际工况及运行状态,设计了一个小型的列车网络控制实验平台。之后,详细说明了该网络控制实验平台的实现原理,包括基于节点的以太网双机通信机理,以及实现隡疭旌媳喑痰姆真接口工具包氖褂梅椒āW詈螅悠教ǖ奶逑到峁埂⒖刂品抡婺P偷慕ⅰ⒓嗫界面的设计等方面,系统的介绍了门和空调监控系统的设计过程,并完成了软件的调试和系统功能的测试,实现了列车的运行控制、故障诊断、信息显示等预定功能。该实验平台利用以太网传送数据具有高可靠性和较快的通信速率;采用网络控制使各部分控制更加协调、精确和合理;控制与监视、诊断合在一起,使信息更加丰富。仿真测试结果表明,本文所设计的网络控制实验平台运行稳定,能够满足科研和实验的需关键词:列车通信网络;煌缈刂疲还收险锒疘要。摘要
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学位论文作者签名:专、:螅⒈砘蚴褂论文工作成果时署名单位仍然为太蓬塞通太堂,学校有权保留并向本人授权太羹塞通太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入留、使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档,允许论文被查阅和借阅。有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑日期:诊晟耹弓日导师签名:日期:二印邮编:学位论文作者毕业后去向:工作单位:通讯地址:电子信箱:电话:
豸、】埠大连交通大学学位论文独创性声明椎竽莎月,/弓日果,~缝工明确的说明并表示谢意。本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢及参文献的地方外,论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已本人完全意识到本声明的法律效力,申请学位论文与资料若有实之处,由本人承担一切相关责任。学位论文作者签名:日期:
第一章绪论谐悼刂仆缂际醺攀列车控制网络技术特点列车控制网络技术是计算机技术、通信技术、自动化控制技术及大规模器件技术在铁路技术装备上的应用和发展的结果,作为现代列车的关键技术,其已在世界范围内得到了越来越广泛的应用。目前,世界上主要列车电气部件供应商都推出了基于网络的控制系统,比如:腟铁路自动化系统、现已被公司收购腗谐低ㄐ藕涂刂葡低场镜腁刂葡低骋约叭本三菱、东芝公司的列车控制监视系统等。我国对列车控制网络的基础研究和开发应用相对较晚,现有列车上的控制系统大多由单微机集中控制。近年来,。随着交流传动和高速列车、电动车组等研制工作的开展,基于全列车控制的微机系统和网络通信的研究工作取得了一定的进展【】。植憧刂葡低列车控制网络通常采用分层结构。用于连接数据采集站、设备站、司机控制站,构成列车设备控制、监测与故障诊断的列车级网络,通常称为列车总线.;用于连接车辆内的各种控制设备,构成车厢级数据采集、控制的车辆级网络,通常称为车辆总线.。列车总线和车辆总线是两个独立的通信子网,如图所示,,可采用不同的网络和协议,通过一个列车总线节点互连,在应用层的不同总线传感器/执行器控制器列车第滦髀图列车控制网络的分层结构.
列车控制网络技术的应用现状及发展趋势之间通信时,由此节点充当网关T诔盗咀芟呦吕┱沟级总线即设备总线瓸缌哟ǜ衅鞯淖芟呋蛄又葱械ピ5目刂谱芟撸强勺魑3盗总线的设备连接到车辆总线上。7攀娇刂葡低列车控制网络是一个开放式系统,其体系结构遵循曜脊娑ǖ腛/,不仅具备局域网的功能,而且支持全面的网络管理,与异型网的兼容性好,可方便不同生产厂家的设备互连。另外,为了适应列车网络某些特定应用环境的需求,还可以对网络作进一步补充和扩展【凳笨刂葡低