司控器模擬值超差問題分析

楊致琛

摘 要：文章介紹了廣州地鐵車輛司控器在實際運用中出現的模擬值不準的情況，通過對改進電路分析從而提供更優化的解決方案，從根本上調查司控器在輸入模擬值由于輸入電壓和AX識別范圍問題導致的牽引制動值超差，無法實行正常牽引的問題，為后續改進提供相應的指導意見。文章詳細分析了司控器的原理和相應調查分析過程。

關鍵詞：地鐵；司控器；電壓

中圖分類號：TJ430.3+8 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）28-0166-02

前言

地鐵列車的司控器是由車輛控制系統通過AX提供內部15V電源經司控器內部的電阻和滑動變阻器的變化，從而使輸出端的電壓在規定的范圍內發生變化，再由AX對輸入端的電壓通過相應的比例進行轉化成對應的牽制制動模擬值反饋給車輛控制系統，最后通過車輛控制系統經車輛控制總線將牽制制動信號輸出給相應的系統，達到對列車的牽引和制動進行控制的目的。在廣州地鐵車輛試驗的初期因司控器輸入電壓的范圍超差問題導致了車輛控制系統無法識別輸入牽引制動信號，從而無法實現相應的控制功能。為了解決該問題，我們對這個系統中的司控器進行了分析，從而最終解決這個問題。司控器是地鐵車輛在人工駕駛模式下對車輛進行牽引制動的唯一方法，對車輛的牽制和制動指令的輸出信號就是由司控器輸出給AX的信號決定的，因此，司控器輸出的信號質量決定了司機對車輛的牽引和制動的控制功能能否實現和控制的精度。

1 車輛牽引制動指令原理簡介

在車輛控制系統沒有故障的情況下，車輛控制系統可通過兩種方式接收到牽引和制動的模擬信號，分別為人工駕駛模式下通過司控器的輸入信號和通過ATO設備直接輸入的模擬信號。圖1中的04A06為ATO設備，通過21701和21706兩根線給04A14（AX）提供模擬信號，02A01為本文介紹的司控器，通過04A14的X04插的D02提供15V的電源，經內部電阻分壓輸出到X04插的B06給AX提供模擬號。

2 司控器原理介紹和分析

為解決司控器輸出信號在零位和最大位置超差問題，對司控器內部原理的分析，具體分析如下：

如圖所示廣州司控器原來和電源連接的電阻為阻值R1=273.7ohm，和地連接的電阻阻值為R2=27.4 ohm，滑線變阻器阻值為R=1043 ohm，因此可利用公式計算出司控器手柄在零位和最大位置的輸出電壓值。

司控器在零位（惰行位）：U=（R2/（R1+R/2+R2））*15

司控器在最大位（最大牽引或制動位）：U=（（R2+R/2）/（R1+R/2+R2））*15

2.1 R1=273.7 R2=27.4 R=1043

（1）當司控器在零位時

U1=0.5V

（2）司控器在最大位（最大牽引或制動位）時

U2=10.01V

此可以看出當牽引或制動變化1%時的對應司控器輸出電壓值變化量：

U=（U2-U1）/100=0.095V

也就是說當輸出電壓大于10.095V時即超出了100%范圍軟件就會報錯。

2.2 R1=659±1% R2=295±1% R=1043

（1）當司控器在零位時

U1=3V

（2）司控器在最大位（最大牽引或制動位）時

U2=8.3V

由此可以看出當牽引或制動變化1%時的對應司控器輸出電壓值變化量：

U=（U2-U1）/100=0.053V

也就是說當輸出電壓大于8.353V時即超出了100%范圍軟件就會報錯。

而目前我們使用的AX模塊提供給司控器的電源是15V±5%（14.25V-15.75V）

a.在R1=273.7 R2=27.4 R=1043條件下：

司控器在最大位（最大牽引或制動位）時輸出電壓范圍根據公式U=（（R2+R/2）/（R1+R/2+R2））*14.25=9.51v

U=（（R2+R/2）/（R1+R/2+R2））*15.75 =10.51v

均超出5%。

當司控器在零位時輸出電壓范圍根據公式

U=（R2/（R1+R/2+R2））*14.25=0.48v

U=（R2/（R1+R/2+R2））*15.75=0.53v

沒有超出1%。

b.在R1=659±1% R2=295±1% R=1043條件下：

司控器在最大位（最大牽引或制動位）時輸出電壓范圍根據公式

U=（（R2+R/2）/（R1+R/2+R2））*14.25=7.89v

U=（（R2+R/2）/（R1+R/2+R2））*15.75=8.72v

均超出6%。

當司控器在零位時輸出電壓范圍根據公式

U=（R2/（R1+R/2+R2））*14.25=2.85v

U=（R2/（R1+R/2+R2））*15.75=3.15v

均超出3%。

3 結束語

經過對司控器原理的分析，我們發現如果所有參數都在最大公差范圍，可能導致牽制制動指令值超差，通過更改相應的參考值，最終解決了這個問題。

參考文獻：

[1]IEC 61375.廣州地鐵原理圖.

[2]AX模塊說明3EST11148.廣州地鐵試驗大綱.endprint