本發(fā)明涉及鐵路軌道測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用于鋼軌打磨車的恒功率鋼軌打磨方法。

背景技術(shù)：

軌道交通線路開通運(yùn)營之后，作為線路基礎(chǔ)部件的鋼軌將長期處于惡劣、復(fù)雜的環(huán)境中，由于列車的動(dòng)力作用、自然環(huán)境，以及鋼軌本身質(zhì)量的差異等因素，鋼軌產(chǎn)生傷損的情況時(shí)有發(fā)生。典型的鋼軌傷損，如：裂紋、磨耗等現(xiàn)象，將直接造成鋼軌壽命的減少，同時(shí)鋼軌養(yǎng)護(hù)工作量和養(yǎng)護(hù)成本都將大幅增加，甚至可能會嚴(yán)重影響到軌道交通行車運(yùn)營的安全性。因此，必須及時(shí)對鋼軌的傷損進(jìn)行消除或修復(fù)，才能最大限度地避免影響軌道交通安全運(yùn)行的事故發(fā)生。

在現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中，針對不同類型的鋼軌缺陷采取了各種不同的模式對高速鐵路鋼軌的波浪型磨耗(鋼軌頂面高低不平的波浪形磨耗，簡稱波磨)、鋼軌肥邊、馬鞍型磨耗、焊縫凹陷及魚鱗裂紋等病害實(shí)施快速打磨，以消除鋼軌表面不平順、軌頭表面缺陷。同時(shí)，將軌頭輪廓恢復(fù)至設(shè)計(jì)要求，從而減緩鋼軌表面缺陷的進(jìn)一步發(fā)展，提高鋼軌表面的平滑度，以進(jìn)一步達(dá)到改善旅客乘車舒適度、降低輪軌噪音和延長鋼軌使用壽命的目的。

鋼軌打磨車是鋼軌維護(hù)的重要鐵路工程機(jī)械設(shè)備，主要用于對鋼軌的各種缺陷進(jìn)行打磨。自上世紀(jì)90年代從國外引進(jìn)，其控制系統(tǒng)全部為進(jìn)口，進(jìn)口系統(tǒng)成本非常高，且控制算法技術(shù)對國內(nèi)完全封鎖，同時(shí)配件昂貴且維護(hù)響應(yīng)慢。而在現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中，針對鋼軌打磨車的打磨控制方法大致有恒定壓力控制方法和下壓行程控制方法兩種類型。這兩種方法在小型打磨裝置中使用廣泛，但是對于大型打磨車輛來說，由于液壓系統(tǒng)響應(yīng)速度、執(zhí)行部件結(jié)構(gòu)影響等因素，其打磨控制方式還完全不能符合實(shí)際鐵路鋼軌打磨的標(biāo)準(zhǔn)和要求。同時(shí)，恒定壓力控制方法和下壓行程控制方法在打磨過程中極易形成小波長波磨，由于鋼軌具體線路磨耗的區(qū)別，采用恒壓打磨控制方式后的鋼軌軌面不平整度不能很好地得到消除。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種恒功率鋼軌打磨方法，能夠解決現(xiàn)有打磨方式在鋼軌打磨過程中易形成小波長波磨，由于鋼軌具體線路磨耗的區(qū)別，導(dǎo)致鋼軌軌面的不平整度不能得到很好消除的技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種恒功率鋼軌打磨方法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種恒功率鋼軌打磨方法，包括以下步驟：

S10：控制單元通過控制液壓系統(tǒng)施加至打磨電機(jī)的下壓力來控制打磨電機(jī)的輸出功率；

S11：所述打磨電機(jī)在所述液壓系統(tǒng)的控制下帶動(dòng)磨石下壓至鋼軌上，所述磨石接觸到鋼軌后使得所述打磨電機(jī)的輸出功率發(fā)生變化；

S12：所述打磨電機(jī)的輸出功率反饋至所述控制單元，所述控制單元根據(jù)給定的目標(biāo)功率，以及所述打磨電機(jī)的輸出功率，通過調(diào)整比例閥的電流控制所述液壓系統(tǒng)施加至所述打磨電機(jī)的下壓力，以實(shí)現(xiàn)所述打磨電機(jī)在鋼軌打磨車移動(dòng)打磨過程中的輸出功率恒定。

優(yōu)選的，所述控制單元包括功率PID控制環(huán)節(jié)、下壓力計(jì)算環(huán)節(jié)和下壓力PID控制環(huán)節(jié)，所述控制單元根據(jù)給定的目標(biāo)功率，以及所述打磨電機(jī)的輸出功率，調(diào)整所述液壓系統(tǒng)施加至所述打磨電機(jī)的下壓力的過程進(jìn)一步包括以下步驟：

S120：所述功率PID控制環(huán)節(jié)根據(jù)打磨控制計(jì)算機(jī)給定的目標(biāo)功率與所述打磨電機(jī)實(shí)際反饋的輸出功率進(jìn)行PID計(jì)算；

S121：所述下壓力計(jì)算環(huán)節(jié)根據(jù)所述功率PID控制環(huán)節(jié)輸出的計(jì)算結(jié)果計(jì)算出給定下壓力；

S122：所述下壓力PID控制環(huán)節(jié)根據(jù)所述下壓力計(jì)算環(huán)節(jié)輸出的給定下壓力，以及下壓力的實(shí)際反饋值進(jìn)行PID計(jì)算，得到輸出至所述比例閥的電流，通過調(diào)整所述比例閥的電流控制所述液壓系統(tǒng)施加至所述打磨電機(jī)的下壓力，以此調(diào)節(jié)所述打磨電機(jī)的輸出功率。

優(yōu)選的，所述功率PID控制環(huán)節(jié)根據(jù)以下公式進(jìn)行PID計(jì)算：

ΔP_n＝K_P1*ΔP_n+K_I1*ΔP_n-1+K_D1*ΔP_n-2；

ΔP_n＝P^*_n-P_n-1；

ΔP_n-1＝P^*_n-1-P_n-2；

ΔP_n-2＝P^*_n-2-P_n-3；

其中，K_P1為比例參數(shù)，K_I1為積分參數(shù)，K_D1為微分參數(shù)，ΔP_n為第n次打磨電機(jī)的目標(biāo)功率P^*_n與第n-1次打磨電機(jī)的實(shí)際輸出功率P_n-1的差值，ΔP_n-1為第n-1次打磨電機(jī)的目標(biāo)功率P^*_n-1與第n-2次打磨電機(jī)的實(shí)際輸出功率P_n-2的差值，ΔP_n-2為第n-2次打磨電機(jī)的目標(biāo)功率P^*_n-2與第n-3次打磨電機(jī)的實(shí)際輸出功率P_n-3的差值。

優(yōu)選的，所述下壓力計(jì)算環(huán)節(jié)根據(jù)以下公式進(jìn)行下壓力計(jì)算：

ΔN_n＝f₁(P_n)*ΔP_n；

其中，ΔN_n為第n次液壓系統(tǒng)的給定下壓力N^*_n與第n-1次液壓系統(tǒng)的實(shí)際下壓力N_n-1的差值，f₁(P_n)為以第n次打磨電機(jī)的實(shí)際輸出功率P_n為變量的下壓力模糊計(jì)算函數(shù)。

優(yōu)選的，所述下壓力PID控制環(huán)節(jié)根據(jù)以下公式進(jìn)行PID計(jì)算：

ΔN_n＝K_P2*ΔN_n+K_I2*ΔN_n-1+K_D2*ΔN_n-2；

ΔN_n＝N^*_n-N_n-1；

ΔN_n-1＝N^*_n-1-N_n-2；

ΔN_n-2＝N^*_n-2-N_n-3；

其中，K_P2為比例參數(shù)，K_I2為積分參數(shù)，K_D2為微分參數(shù)，ΔN_n-1為第n-1次液壓系統(tǒng)的給定下壓力N^*_n-1與第n-2次液壓系統(tǒng)的實(shí)際下壓力N_n-2的差值，ΔN_n-2為第n-2次液壓系統(tǒng)的給定下壓力N^*_n-2與第n-3次液壓系統(tǒng)的實(shí)際下壓力N_n-3的差值。

優(yōu)選的，在移動(dòng)打磨過程中，所述鋼軌打磨車的行駛速度保持恒定。

通過實(shí)施上述本發(fā)明提供的恒功率鋼軌打磨方法的技術(shù)方案，具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明解決了鋼軌打磨過程中易形成小波長波浪型磨耗的技術(shù)問題，同時(shí)針對鋼軌具體線路的磨耗區(qū)別，能夠很好地消除鋼軌軌面的不平整度；

(2)本發(fā)明采用打磨電機(jī)實(shí)際輸出電流并結(jié)合電機(jī)功率特性作為實(shí)際輸出功率，并形成了高精度功率控制閉環(huán)，不但大大提高了系統(tǒng)響應(yīng)速度，而且解決了實(shí)際磨削量難以測量形成閉環(huán)控制的技術(shù)問題；

(3)本發(fā)明打破了國外相關(guān)技術(shù)的封鎖，為鋼軌維護(hù)保養(yǎng)領(lǐng)域中打磨控制部件的全面國產(chǎn)化提供了保障，同時(shí)使得設(shè)備成本大大降低，且維護(hù)響應(yīng)速度快，極好地適應(yīng)了實(shí)際鐵路鋼軌打磨的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的實(shí)施例。

圖1是本發(fā)明方法所應(yīng)用的恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)原理示意圖；

圖2是本發(fā)明方法所應(yīng)用的恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)一種具體實(shí)施方式的控制結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本發(fā)明方法所應(yīng)用的恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)一種具體實(shí)施方式中控制單元的結(jié)構(gòu)組成框圖；

圖中：1-控制單元，2-比例閥，3-液壓系統(tǒng)，4-打磨電機(jī)，5-磨石，6-鋼軌打磨車，7-鋼軌，11-功率PID控制環(huán)節(jié)，12-下壓力計(jì)算環(huán)節(jié)，13-下壓力PID控制環(huán)節(jié)。

具體實(shí)施方式

為了引用和清楚起見，將下文中使用的技術(shù)名詞、簡寫或縮寫記載如下：

PID控制：比例(Proportion)-積分(Integral)-微分(Derivative)控制的簡稱。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如附圖1至附圖3所示，給出了本發(fā)明恒功率鋼軌打磨方法及其所應(yīng)用的恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)的具體實(shí)施例，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如附圖1和附圖2所示，一種本發(fā)明方法所應(yīng)用的恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)的具體實(shí)施例，包括：設(shè)置在鋼軌打磨車6上的控制單元1、比例閥2、液壓系統(tǒng)3、打磨電機(jī)4和磨石5?？刂茊卧?通過控制輸出至比例閥2的電流，調(diào)整液壓系統(tǒng)3施加的下壓力。打磨電機(jī)4上設(shè)置有磨石5，通過打磨電機(jī)4帶動(dòng)磨石5對鋼軌7進(jìn)行打磨。

打磨電機(jī)4在液壓系統(tǒng)3的控制下帶動(dòng)磨石5下壓至鋼軌7上，磨石5接觸到鋼軌7后使得打磨電機(jī)4的輸出功率發(fā)生變化，控制單元1通過控制液壓系統(tǒng)3施加至打磨電機(jī)4的下壓力來控制打磨電機(jī)4的輸出功率。

打磨電機(jī)4的輸出功率反饋至控制單元1，控制單元1根據(jù)給定的目標(biāo)功率，以及打磨電機(jī)4的輸出功率，通過調(diào)整比例閥2的電流控制液壓系統(tǒng)3施加至打磨電機(jī)4的下壓力，以實(shí)現(xiàn)打磨電機(jī)4在鋼軌打磨車6移動(dòng)打磨過程中的輸出功率恒定。打磨電機(jī)4的實(shí)際輸出功率是通過采集打磨電機(jī)4的輸出電壓和電流，并通過計(jì)算得到的。恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)直接采集最終的打磨執(zhí)行部件—打磨電機(jī)4的實(shí)際電功率并作為控制目標(biāo)，在算法上實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。同時(shí)，恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)采用控制打磨電機(jī)4的輸出功率恒定，來保證打磨作業(yè)穩(wěn)定的作業(yè)效果。

如附圖3所示，控制單元1進(jìn)一步包括依次相連的功率PID控制環(huán)節(jié)11、下壓力計(jì)算環(huán)節(jié)12和下壓力PID控制環(huán)節(jié)13。功率PID控制環(huán)節(jié)11根據(jù)打磨控制計(jì)算機(jī)給定的目標(biāo)功率與打磨電機(jī)4實(shí)際反饋的輸出功率進(jìn)行PID計(jì)算，下壓力計(jì)算環(huán)節(jié)12根據(jù)功率PID控制環(huán)節(jié)11輸出的計(jì)算結(jié)果計(jì)算出給定下壓力。目標(biāo)功率由操作人員針對不同的線路、鋼軌傷損類型，以及打磨類型等情況根據(jù)經(jīng)驗(yàn)給定，并由打磨控制計(jì)算機(jī)給出。下壓力PID控制環(huán)節(jié)13根據(jù)下壓力計(jì)算環(huán)節(jié)12輸出的給定下壓力，以及下壓力的實(shí)際反饋值進(jìn)行PID計(jì)算，得到輸出至比例閥2的電流，通過調(diào)整比例閥2的電流控制液壓系統(tǒng)3施加至打磨電機(jī)4的下壓力，以此調(diào)節(jié)打磨電機(jī)4的輸出功率。其中，下壓力的實(shí)際反饋值可以來自但不限于比例閥2出油口的壓力值，以及液壓系統(tǒng)3輸出的壓力值，活塞桿的位置等。

用于實(shí)現(xiàn)打磨加壓控制PID調(diào)節(jié)算法的控制單元1在恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)中處于核心地位。控制單元1的控制參數(shù)根據(jù)給定功率模糊計(jì)算出下壓力，通過調(diào)節(jié)比例閥2的輸出實(shí)現(xiàn)下壓力調(diào)節(jié)，并通過反饋的打磨電機(jī)4的輸出功率計(jì)算實(shí)際下壓力與給定下壓力之間的差值，并進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)節(jié)?？刂茊卧?包括兩個(gè)閉環(huán)控制單元，大閉環(huán)PID調(diào)節(jié)為目標(biāo)功率與輸出功率的PID調(diào)節(jié)，小閉環(huán)PID調(diào)節(jié)為下壓力調(diào)節(jié)，兩者之間的轉(zhuǎn)換采用模糊算法單元，并通過PID算法進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，式1為功率PID算法的基本公式，式2為下壓力PID算法的基本公式，式3為下壓力與輸出功率之間的模糊計(jì)算基本公式。

功率PID控制環(huán)節(jié)11根據(jù)以下公式進(jìn)行PID計(jì)算：

ΔP_n＝K_P1*ΔP_n+K_I1*ΔP_n-1+K_D1*ΔP_n-2； 式1

ΔP_n＝P^*_n-P_n-1；

ΔP_n-1＝P^*_n-1-P_n-2；

ΔP_n-2＝P^*_n-2-P_n-3；

其中，K_P1為PID算法中的比例參數(shù)，簡稱P參數(shù)；K_I1為PID算法中的積分參數(shù)，簡稱I參數(shù)；K_D1為PID算法中的微分參數(shù)，簡稱D參數(shù)；ΔP_n為第n次打磨電機(jī)4的目標(biāo)功率P^*_n與第n-1次打磨電機(jī)4的實(shí)際輸出功率P_n-1的差值；ΔP_n-1為第n-1次打磨電機(jī)4的目標(biāo)功率P^*_n-1與第n-2次打磨電機(jī)4的實(shí)際輸出功率P_n-2的差值；ΔP_n-2為第n-2次打磨電機(jī)4的目標(biāo)功率P^*_n-2與第n-3次打磨電機(jī)4的實(shí)際輸出功率P_n-3的差值。

下壓力PID控制環(huán)節(jié)13根據(jù)以下公式進(jìn)行PID計(jì)算：

ΔN_n＝K_P2*ΔN_n+K_I2*ΔN_n-1+K_D2*ΔN_n-2； 式2

ΔN_n＝N^*_n-N_n-1；

ΔN_n-1＝N^*_n-1-N_n-2；

ΔN_n-2＝N^*_n-2-N_n-3；

其中，K_P2為PID算法中的比例參數(shù)，簡稱P參數(shù)；K_I2為PID算法中的積分參數(shù)，簡稱I參數(shù)；K_D2為PID算法中的微分參數(shù)，簡稱D參數(shù)；ΔN_n-1為第n-1次液壓系統(tǒng)3的給定下壓力N^*_n-1與第n-2次液壓系統(tǒng)3的實(shí)際下壓力N_n-2的差值；ΔN_n-2為第n-2次液壓系統(tǒng)3的給定下壓力N^*_n-2與第n-3次液壓系統(tǒng)3的實(shí)際下壓力N_n-3的差值；ΔN_n對應(yīng)于一定的比例閥2電流增量，在前次輸出至比例閥2的電流基礎(chǔ)上加上電流增量即為本次比例閥2的電流。

下壓力計(jì)算環(huán)節(jié)12根據(jù)以下公式進(jìn)行下壓力計(jì)算：

ΔN_n＝f₁(P_n)*ΔP_n； 式3

其中，ΔN_n為第n次液壓系統(tǒng)3的給定下壓力N^*_n與第n-1次液壓系統(tǒng)3的實(shí)際下壓力N_n-1的差值；f₁(P_n)為以第n次打磨電機(jī)4的實(shí)際輸出功率P_n為變量的下壓力模糊計(jì)算函數(shù)。下壓力模糊計(jì)算函數(shù)f₁(P_n)可以根據(jù)鋼軌打磨經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到，即根據(jù)之前積累的大量鋼軌打磨優(yōu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合從而得到ΔN_n與ΔP_n之間的函數(shù)關(guān)系。

恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)中的打磨電機(jī)4在液壓系統(tǒng)3的油缸控制下下壓至鋼軌7上，磨石5接觸鋼軌7后打磨電機(jī)4的輸出功率發(fā)生變化。恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)以打磨電機(jī)4的輸出功率為主要控制目標(biāo)，調(diào)整控制比例閥2的電流實(shí)現(xiàn)打磨作業(yè)移動(dòng)過程中的功率恒定。恒功率打磨控制的目標(biāo)是打磨電機(jī)4的輸出功率，打磨電機(jī)4由液壓系統(tǒng)3控制下壓力，打磨電機(jī)4的輸出功率與下壓力成比例關(guān)系，在本實(shí)施例中采用模糊算法單元，對輸出功率和下壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算。本發(fā)明恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)采用基于鋼軌打磨控制電氣系統(tǒng)的智能控制算法單元，根據(jù)打磨控制計(jì)算機(jī)給出的目標(biāo)功率與打磨電機(jī)4實(shí)際返回的輸出功率進(jìn)行PID計(jì)算，調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)3的輸出，以達(dá)到目標(biāo)功率與打磨電機(jī)4實(shí)際反饋的輸出功率之間的平衡。

作為一種較佳的具體實(shí)施例，在移動(dòng)打磨過程中，鋼軌打磨車6的行駛速度保持恒定。恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)在采用打磨電機(jī)4恒功率控制的同時(shí)，還對鋼軌打磨車6進(jìn)行恒速控制，進(jìn)一步提升了鋼軌打磨作業(yè)的質(zhì)量。

一種恒功率鋼軌打磨方法的具體實(shí)施例，包括以下步驟：

S10：控制單元1通過控制液壓系統(tǒng)3施加至打磨電機(jī)4的下壓力來控制打磨電機(jī)4的輸出功率；

S11：打磨電機(jī)4在液壓系統(tǒng)3的控制下帶動(dòng)磨石5下壓至鋼軌7上，磨石5接觸到鋼軌7后使得打磨電機(jī)4的輸出功率發(fā)生變化；

S12：打磨電機(jī)4的輸出功率反饋至控制單元1，控制單元1根據(jù)給定的目標(biāo)功率，以及打磨電機(jī)4的輸出功率，通過調(diào)整比例閥2的電流控制液壓系統(tǒng)3施加至打磨電機(jī)4的下壓力，以實(shí)現(xiàn)打磨電機(jī)4在鋼軌打磨車6移動(dòng)打磨過程中的輸出功率恒定。

作為本發(fā)明一種較佳的具體實(shí)施例，在移動(dòng)打磨過程中，鋼軌打磨車6的行駛速度保持恒定，即對鋼軌打磨車6進(jìn)行恒速控制，這樣能夠進(jìn)一步優(yōu)化鋼軌打磨的效果。

控制單元1進(jìn)一步包括功率PID控制環(huán)節(jié)11、下壓力計(jì)算環(huán)節(jié)12和下壓力PID控制環(huán)節(jié)13，控制單元1根據(jù)給定的目標(biāo)功率，以及打磨電機(jī)4的輸出功率，調(diào)整液壓系統(tǒng)3施加至打磨電機(jī)4的下壓力的過程進(jìn)一步包括以下步驟：

S120：功率PID控制環(huán)節(jié)11根據(jù)打磨控制計(jì)算機(jī)給定的目標(biāo)功率與打磨電機(jī)4實(shí)際反饋的輸出功率進(jìn)行PID計(jì)算；

S121：下壓力計(jì)算環(huán)節(jié)12根據(jù)功率PID控制環(huán)節(jié)11輸出的計(jì)算結(jié)果計(jì)算出給定下壓力；

S122：下壓力PID控制環(huán)節(jié)13根據(jù)下壓力計(jì)算環(huán)節(jié)12輸出的給定下壓力，以及下壓力的實(shí)際反饋值進(jìn)行PID計(jì)算，得到輸出至比例閥2的電流，通過調(diào)整比例閥2的電流控制液壓系統(tǒng)3施加至打磨電機(jī)4的下壓力，以此調(diào)節(jié)打磨電機(jī)4的輸出功率。

功率PID控制環(huán)節(jié)11根據(jù)以下公式進(jìn)行PID計(jì)算：

ΔP_n＝K_P1*ΔP_n+K_I1*ΔP_n-1+K_D1*ΔP_n-2；

ΔP_n＝P^*_n-P_n-1；

ΔP_n-1＝P^*_n-1-P_n-2；

ΔP_n-2＝P^*_n-2-P_n-3；

其中，K_P1為比例參數(shù)，K_I1為積分參數(shù)，K_D1為微分參數(shù)，ΔP_n為第n次打磨電機(jī)4的目標(biāo)功率P^*_n與第n-1次打磨電機(jī)4的實(shí)際輸出功率P_n-1的差值，ΔP_n-1為第n-1次打磨電機(jī)4的目標(biāo)功率P^*_n-1與第n-2次打磨電機(jī)4的實(shí)際輸出功率P_n-2的差值，ΔP_n-2為第n-2次打磨電機(jī)4的目標(biāo)功率P^*_n-2與第n-3次打磨電機(jī)4的實(shí)際輸出功率P_n-3的差值。

下壓力計(jì)算環(huán)節(jié)12根據(jù)以下公式進(jìn)行下壓力計(jì)算：

ΔN_n＝f₁(P_n)*ΔP_n；

其中，ΔN_n為第n次液壓系統(tǒng)3的給定下壓力N^*_n與第n-1次液壓系統(tǒng)3的實(shí)際下壓力N_n-1的差值，f₁(P_n)為以第n次打磨電機(jī)4的實(shí)際輸出功率P_n為變量的下壓力模糊計(jì)算函數(shù)。

下壓力PID控制環(huán)節(jié)13根據(jù)以下公式進(jìn)行PID計(jì)算：

ΔN_n＝K_P2*ΔN_n+K_I2*ΔN_n-1+K_D2*ΔN_n-2；

ΔN_n＝N^*_n-N_n-1；

ΔN_n-1＝N^*_n-1-N_n-2；

ΔN_n-2＝N^*_n-2-N_n-3；

其中，K_P2為比例參數(shù)，K_I2為積分參數(shù)，K_D2為微分參數(shù)，ΔN_n-1為第n-1次液壓系統(tǒng)3的給定下壓力N^*_n-1與第n-2次液壓系統(tǒng)3的實(shí)際下壓力N_n-2的差值，ΔN_n-2為第n-2次液壓系統(tǒng)3的給定下壓力N^*_n-2與第n-3次液壓系統(tǒng)3的實(shí)際下壓力N_n-3的差值。

鋼軌打磨效果的實(shí)際影響因素很多，如車輛行車恒速控制、液壓系統(tǒng)響應(yīng)速度與執(zhí)行精度等，但直接作用在鋼軌7上并直接影響打磨質(zhì)量的因素就是打磨電機(jī)4的實(shí)際輸出功率。大量的實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在其他因素均能很好滿足的條件下，采用控制精度能夠做到最好的打磨電機(jī)4輸出功率控制，實(shí)現(xiàn)恒功率打磨控制，能夠達(dá)到最佳的鋼軌打磨控制效果。采用打磨電機(jī)4的實(shí)際輸出電流并結(jié)合打磨電機(jī)4的功率特性得到打磨電機(jī)4的實(shí)際輸出功率，解決了實(shí)際磨削量難以測量并形成閉環(huán)控制的技術(shù)問題。本發(fā)明具體實(shí)施例描述的恒功率鋼軌打磨方法不僅可以用于普通鐵路鋼軌打磨車，還可以用于地鐵鋼軌打磨車等相關(guān)鋼軌維護(hù)設(shè)備。

通過實(shí)施本發(fā)明具體實(shí)施例描述的恒功率鋼軌打磨方法的技術(shù)方案，能夠達(dá)到如下技術(shù)效果：

(1)本發(fā)明具體實(shí)施例描述的恒功率鋼軌打磨方法解決了鋼軌打磨過程中易形成小波長波浪型磨耗的技術(shù)問題，同時(shí)針對鋼軌具體線路的磨耗區(qū)別，能夠很好地消除鋼軌軌面的不平整度；

(2)本發(fā)明具體實(shí)施例描述的恒功率鋼軌打磨方法采用打磨電機(jī)實(shí)際輸出電流并結(jié)合電機(jī)功率特性作為實(shí)際輸出功率，并形成了高精度功率控制閉環(huán)，不但大大提高了系統(tǒng)響應(yīng)速度，而且解決了實(shí)際磨削量難以測量形成閉環(huán)控制的技術(shù)問題；

(3)本發(fā)明具體實(shí)施例描述的恒功率鋼軌打磨方法打破了國外相關(guān)技術(shù)的封鎖，為鋼軌維護(hù)保養(yǎng)領(lǐng)域中打磨控制部件的全面國產(chǎn)化提供了保障，同時(shí)使得設(shè)備成本大大降低，且維護(hù)響應(yīng)速度快，極好地適應(yīng)了實(shí)際鐵路鋼軌打磨的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和技術(shù)方案的情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍。