司控器模拟值超差问题分析

杨致琛

摘 要：文章介绍了广州地铁车辆司控器在实际运用中出现的模拟值不准的情况，通过对改进电路分析从而提供更优化的解决方案，从根本上调查司控器在输入模拟值由于输入电压和AX识别范围问题导致的牵引制动值超差，无法实行正常牵引的问题，为后续改进提供相应的指导意见。文章詳细分析了司控器的原理和相应调查分析过程。

关键词：地铁；司控器；电压

中图分类号：TJ430.3+8 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）28-0166-02

前言

地铁列车的司控器是由车辆控制系统通过AX提供内部15V电源经司控器内部的电阻和滑动变阻器的变化，从而使输出端的电压在规定的范围内发生变化，再由AX对输入端的电压通过相应的比例进行转化成对应的牵制制动模拟值反馈给车辆控制系统，最后通过车辆控制系统经车辆控制总线将牵制制动信号输出给相应的系统，达到对列车的牵引和制动进行控制的目的。在广州地铁车辆试验的初期因司控器输入电压的范围超差问题导致了车辆控制系统无法识别输入牵引制动信号，从而无法实现相应的控制功能。为了解决该问题，我们对这个系统中的司控器进行了分析，从而最终解决这个问题。司控器是地铁车辆在人工驾驶模式下对车辆进行牵引制动的唯一方法，对车辆的牵制和制动指令的输出信号就是由司控器输出给AX的信号决定的，因此，司控器输出的信号质量决定了司机对车辆的牵引和制动的控制功能能否实现和控制的精度。

1 车辆牵引制动指令原理简介

在车辆控制系统没有故障的情况下，车辆控制系统可通过两种方式接收到牵引和制动的模拟信号，分别为人工驾驶模式下通过司控器的输入信号和通过ATO设备直接输入的模拟信号。图1中的04A06为ATO设备，通过21701和21706两根线给04A14（AX）提供模拟信号，02A01为本文介绍的司控器，通过04A14的X04插的D02提供15V的电源，经内部电阻分压输出到X04插的B06给AX提供模拟号。

2 司控器原理介绍和分析

为解决司控器输出信号在零位和最大位置超差问题，对司控器内部原理的分析，具体分析如下：

如图所示广州司控器原来和电源连接的电阻为阻值R1=273.7ohm，和地连接的电阻阻值为R2=27.4 ohm，滑线变阻器阻值为R=1043 ohm，因此可利用公式计算出司控器手柄在零位和最大位置的输出电压值。

司控器在零位（惰行位）：U=（R2/（R1+R/2+R2））*15

司控器在最大位（最大牵引或制动位）：U=（（R2+R/2）/（R1+R/2+R2））*15

2.1 R1=273.7 R2=27.4 R=1043

（1）当司控器在零位时

U1=0.5V

（2）司控器在最大位（最大牵引或制动位）时

U2=10.01V

此可以看出当牵引或制动变化1%时的对应司控器输出电压值变化量：

U=（U2-U1）/100=0.095V

也就是说当输出电压大于10.095V时即超出了100%范围软件就会报错。

2.2 R1=659±1% R2=295±1% R=1043

（1）当司控器在零位时

U1=3V

（2）司控器在最大位（最大牵引或制动位）时

U2=8.3V

由此可以看出当牵引或制动变化1%时的对应司控器输出电压值变化量：

U=（U2-U1）/100=0.053V

也就是说当输出电压大于8.353V时即超出了100%范围软件就会报错。

而目前我们使用的AX模块提供给司控器的电源是15V±5%（14.25V-15.75V）

a.在R1=273.7 R2=27.4 R=1043条件下：

司控器在最大位（最大牵引或制动位）时输出电压范围根据公式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%。

当司控器在零位时输出电压范围根据公式

U=（R2/（R1+R/2+R2））*14.25=0.48v

U=（R2/（R1+R/2+R2））*15.75=0.53v

没有超出1%。

b.在R1=659±1% R2=295±1% R=1043条件下：

司控器在最大位（最大牵引或制动位）时输出电压范围根据公式

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%。

当司控器在零位时输出电压范围根据公式

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 结束语

经过对司控器原理的分析，我们发现如果所有参数都在最大公差范围，可能导致牵制制动指令值超差，通过更改相应的参考值，最终解决了这个问题。

参考文献：

[1]IEC 61375.广州地铁原理图.

[2]AX模块说明3EST11148.广州地铁试验大纲.endprint