技术领域
[0001] 本
发明属屏蔽门控制的技术范畴。特别是指控制系统
固件采用双应用程序架构远程在线更新，关门作业时消除驱动力突变的地铁屏蔽门控制系统和方法。
背景技术
[0002] 地铁拥有地面交通工具无可比拟的优点；
现有技术条件下，是消除城市交通拥堵痼疾和提高全社会公共交通出行分担率的首选。2012年10月，杭州地铁1号线一期运营，日均客流量23.24万人次/天；采用交流变频变压B型车、四动二拖、六辆编组、定员1240人，设计时速80km/h、标准行车间隔120s。1976年，美国交通部出版《地下铁道环境设计手册》(Subway Enviroment Design Handbook)，首次提出地铁站台乘客区与轨行区通过气流或隔墙分隔；旨在节能、改善车站站台乘客区环境条件。1987年，Westinghous推出全球首套屏蔽门/安全门系统，实施地点为新加坡地铁。2002年，Westinghous在广州地铁2号线建成我国第一套屏蔽门/安全门系统。有别于发达国家，中国地铁上下班高峰时段存在挥之不去的高拥挤场景；因此，地铁标准配置屏蔽门的主诉求是乘客的安全出行。屏蔽门的行业标准和规范如下：《地铁设计规范》(GB50157-2003)、《城市轨道交通站台屏蔽门技术规程》(DG/TJ08-901-2004)、《城市轨道交通站台屏蔽门》(CJ/T236-2006)、《城市轨道交通技术规范》(GB50490-2009)。知名屏蔽门生产供应商有瑞士卡巴(Kaba)、法国法维莱(Faiveley)、英国西屋(Westinghous)和日本纳博克(Nabco)；四家占据全球市场份额的90％。
[0003] 以杭州地铁1号线为例，线路全长54km，含高架线5.85km；设车站34座，其中：地下站31座、高架站3座；地下站设置屏蔽门，高架站设置安全门。屏蔽/安全门保证乘客的安全出行，减少了车站值班人员和工作强度；屏蔽门隔离站台乘客区与轨行区，减少运营能耗，降低列车运行噪音和
活塞风对站台乘客的影响。杭州地铁1号线屏蔽门的生产供应商是Faiveley，1号线屏蔽门的总投资不菲，每年化费巨额运维开支，零配件的采购供应需耗费大量人力。迄今为止，屏蔽门核心关键技术仍被国外公司垄断；例如，国内在建和已建的地铁线中，屏蔽门的
控制器清一色是泊来品。
[0004] 国内地铁屏蔽门行业走的是引进、消化吸收、再创新之路。初期，国内公司的屏蔽门项目采用与国外公司合作实施的模式；无经验少技术的中方只能从事低附加值的项目分工：核心部件的购买和组装、门体机械部件的加工和安装、现场调试和售后服务；一言蔽之，中方缺乏项目话语权。中期，经历了消化吸收的学习过程，国内公司向具有较高附加值的产业链中游转移渗透：拥有屏蔽门大多数部件的生产及供应能力，如无刷直流
电机、门体、传动装置、监控设备等，且获得现场应用。目前，国产化程度较低的是屏蔽门核心装备：中央
接口盘(PSC)及门控单元(DCU)等，尚需从国外引进；期待“再创新”阶段的超越。
[0005] 地铁屏蔽门控制系统的再创新，需对所涉及的相关技术和设备全面评估，全面评估
基础上结合地铁运维
大数据的分析，进行再创新并实现超越。
[0006] ·无刷直流电机(Brushless DC Motor，BLDCM)。交流电
机体积小、寿命长，但调速控制复杂、调速性能差；有刷直流电机调速控制简单、调速性能佳，但电机体积大、电刷寿命短、维护难的固有
缺陷本质上无解。BLDCM兼有交流和有刷直流电机的长处，具有简单、可靠、稳定、维护便利，效率高、调速性能优越的特点，是地铁屏蔽门
驱动电机的不二选择。
[0007] ·BLDCM的HALL
传感器位置检测。BLDCM换相有赖永磁
转子位置的正确检测。无
位置传感器检测法主要有反电势法、续流
二极管法、电感法及状态观测法；无位置传感器检测法成本低廉、维护量少，但检测
精度略逊一筹；适用于对成本运维高度敏感，对精度要求不高的场合(如家电等)，从地铁屏蔽门对精度的要求考量，无位置传感器检测法落选。位置传感器一般为磁敏式、电磁式及光电式三类；磁敏式的综合性价比略占优，故首选磁敏式HALL传感器位置检测。
[0008] ·BLDCM的专用驱动芯片+逆变
电路模
块。BLDCM的驱动逆变模块实现方案主要有三种：分立式元件模块、专用智能功率模块IPM、专用驱动芯片+逆变电路的模块。分立式元件模块方案的可靠性差，成本高，己被边缘化。专用智能功率模块IPM，这是一种集成型的逆变器智能功率模块，不仅包含逆变电路、驱动逆变功率
开关元件IGBT的电路，还集成了各种保护电路，如MOTOROLA的IPM模块MC33035、三菱公司的IPM模块PS2I965；IPM代表BLDCM驱动逆变的发展方向，缺点是成本高，功能相对单一，工程应用案例相对匮乏。专用驱动芯片+逆变电路的模块，技术成熟、性价比优，权衡比对，采用专用驱动芯片+逆变电路的方案；同时应用专用驱动芯片的最新成果，即高集成度的专用驱动芯片。
[0009] 分析杭州地铁1号线的运维大数据，地铁屏蔽门控制系统设计时亟待解决两个隐患。
[0010] 首先，消除地铁屏蔽门驱动力突变的缺陷。CJ/T 236-2006《城市轨道交通站台屏蔽门》等标准规定：屏蔽门
滑动门最大
动能不超10J，最后100mm行程的最大动能不超1J；上述标准旨在保护乘客的安全，是非常必要的，更是地铁屏蔽门控制系统的强制性指标。现有解决方案立足合规，制定屏蔽门滑动门的
速度曲线：最后100mm行程处将关门速度从V降至约0.3V，维持0.3V关门速度至关门作业结束；显然，屏蔽门滑动门的速度存在两次突变，即存在两次驱动力突变。地铁运营高峰时段，屏蔽门平均120s就要开关滑动门一次，除“
天窗期”外需连续工作；因此，控制系统的可靠性显得至关重要。但是，滑动门现有的非平滑运动曲线将加剧机械磨损、BLDCM和驱动逆变电路的损坏；对策是设计滑动门的平滑运动曲线，消除地铁屏蔽门驱动力突变的缺陷，以及降低关门结束时的撞击力。
[0011] 其次，提供控制系统固件的远程在线更新。地铁标配屏蔽门是一项集建筑、机械、电机、
电子、控制、通信等学科于一体的高科技产品，鉴于地铁运营需求或设备的变化，需对控制系统固件作相应的
修改。地铁运营有其特殊性，当且仅当“天窗期”才允许进行控制系统固件的修改。离线拆除、更新、安装系统固件，人力、物力、时间的压力巨大，出错概率高；借鉴华为、中兴等通信公司的在线固件更新解决方案：系统固件设计成可远程在线更新的双应用程序架构。
[0012] 地铁屏蔽门控制系统方面较有代表性的知识产权成果综述如下：
[0013] ·发明
专利“一种用于屏蔽门的门机控制器及其控制方法”(ZL201410019390.7)，提出
中央处理器通过硬线与单元控制器连接，中央处理器通过异步串行通讯模块接受来自单元控制器的开门及关门命令；中央处理器通过CAN总线与主监视器连接，将门机控制器的状态与故障信息传送给主监视器。
[0014] ·发明专利“屏蔽门门控器的
软件更新方法”(
申请号201710033047.1)，提出将升级包分拆成多个分包，然后通过总线采用广播的方式，同时向各门控器发送；发送查询信息确认各门控器是否收到分包。
[0015] 上述有益探索，是地铁屏蔽门控制系统研究成果的综述。控制系统固件的容量有限，分拆成多个分包使更新作业的复杂度增加，其必要性存疑。另一方面，设计滑动门平滑运动曲线的问题至今少人问津，是地铁运营的安全隐患。因此，有必要在现有成果的基础上，作进一步的创新设计。
发明内容
[0016] 本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种消除驱动力突变的地铁屏蔽门的控制系统和方法。
[0017] 一种消除驱动力突变的地铁屏蔽门的控制系统，其特征在于系统由主控模块、驱动模块、逆变模块、无刷直流电机、霍尔位置检测模块、
电流测量模块、
接近开关和
灯具模块、就地控制盘和
信号系统组成；主控模块经驱动模块、逆变模块与无刷直流电机相连，无刷直流电机经霍尔位置检测模块与主控模块相连，逆变模块经电流测量模块与主控模块相连，接近开关和灯具模块、就地控制盘和信号系统分别与主控模块相连；
[0018] 无刷直流电机采用主流的速度-电流双闭环控制；地铁屏蔽门控制系统接受开门命令时，根据标准S曲线，2.5～3.0s内完成开门作业；地铁屏蔽门控制系统接受关门命令时，根据附设防夹功能的改进S平滑运动曲线，3.0～4.0s内完成关门作业；地铁屏蔽门的控制系统固件为双应用程序架构，具备系统固件的远程在线更新功能。
[0019] 所述的主控模块包括控制通信单元、第1光耦单元、第2光耦单元，控制通信单元以STM32F103芯片为核心，第1光耦单元以ISO7230芯片为核心，第2光耦单元类同；STM32F103的脚59、60、63分别与第1光耦单元ISO7230的脚3、4、5相连；ISO7230的脚14、13、12分别接入A110、B110、C110
端子，脚2、8、15、9接地，脚1、16接Vcc，第2光耦单元类同；STM32F103通过脚69、70异步串行口UART，扩展为RS485总线，与就地控制盘和信号系统通信，接收就地控制盘和信号系统的开/关门控制命令，同时反馈屏蔽门的实时工作状态；
[0020] 控制通信单元的固件采用双应用程序架构，即“双系统”架构：开辟独立的应用程序运行区I和应用程序运行区II；控制通信单元固件远程在线更新时，就地控制盘和信号系统下发更新的应用程序，更新的应用程序存储到应用程序运行区I或应用程序运行区II；上电启动时，
引导装载程序引导控制通信单元应用程序的切换。
[0021] 所述的驱动模块以DRV8301芯片为核心，DRV8301的脚17～22按序分别与A110、A120、B110、B120、C110、C120端子相连，DRV8301的脚8～11按序分别与控制通信单元的STM32F103脚40、42、43、41相连，DRV8301的脚47、42、37、45、40、35分别接入GH_A、GH_B、GH_C、GL_A、GL_B、GL_C端子；DRV8301芯片内集成SPI口，STM32F103通过SPI下载错误发生时的保护条件，DRV8301芯片内嵌的错误保护单元根据下载的错误保护条件，判断是否需要启动错误保护。
[0022] 所述的逆变模块包括6只型号IRF1010的MOSFET：V301、V303、V305、V302、V304、V306，构成全臂桥逆变电路；V301、V303、V305组成上臂桥，V302、V304、V306组成下臂桥；V301、V302为A相支路，
节点A为V301和V302的公共节点，V303、V304，V305、V306类同；V301的栅极经R301与GH_A端子相连，V302的栅极经R302与GL_A端子相连，V303、V304，V305、V306类同；公共节点A、B、C分别与无刷直流电机
定子的A、B、C绕组相连；电机运转时，上下臂桥的六只MOSFET有且只有上臂桥的一只和下臂桥的一只导通，而且两只MOSFET不在同相的支路上；
电阻RS是逆变模块的电流
采样电阻，VS则是经采样电阻转换逆变模块电流的
电压值；无刷直流电机选用德恩科BG系列的无刷直流电机。
[0023] 所述的霍尔位置检测模块以光耦ISO7230芯片为核心，无刷直流电机内置3个霍尔位置传感器：HALL1、HALL2、HALL3，经5端口的面板输出传感器信号；端口1与R501、R502、R503、C501的一端，以及5V相连，端口5与C501的另一端相连接地；HALL1的端口2与R501的另一端、R511的一端相连，R511的另一端、C511的一端、ISO7230的脚3相连，C511另一端接地；HALL2的端口3、HALL3的端口4连结方式类同；
[0024] ISO7230的脚16、1分别接5V、3.3V，脚15、9、2、8接地，脚14、13、12分别与控制通信单元的STM32F103脚26、27、28相连；霍尔位置传感器输出的信号经光耦处理、5V至3.3V的电平转换，供STM32F103进行AD采样，完成速度环模型预测的MPC控制。
[0025] 所述的电流测量模块以DRV8301芯片为核心，借助DRV8301内部集成的电流
放大器，调理电流的采样信号；逆变模块的电流采样电阻为RS，RS两端引出电压VS，VS接入DRV8301的脚32、33；DRV8301的脚24接3.3V，脚25与控制通信单元的STM32F103脚29相连，供STM32F103进行AD采样，完成电流环积分分离的PI控制。
[0026] 所述的接近开关和灯具模块包括第1电感式接近开关单元、第1光耦单元，第2电感式接近开关单元、第2光耦单元，电感式接近开关的型号为HLM18N2NO、光耦芯片的型号为TLP521_1；第1电感式接近开关单元、第1光耦单元的连接方式如下：HLM18N2NO的红色端口接12V，黑色端口接地，黄色端口与TLP521_1脚2相连；TLP521_1脚1经R701接12V，脚3接地，脚4与R702的一端、控制通信单元130的STM32F103脚34相连，R702的另一端接3V3；屏蔽门采用上悬挂安装方式，HLM18N2NO固定在屏蔽门1000mm关门行程的815mm屏蔽门
导轨上；
[0027] 第2电感式接近开关单元、第2光耦单元的连接方式与第1电感式接近开关单元、第1光耦单元类同，HLM18N2NO固定在屏蔽门1000mm关门行程的980mm屏蔽门导轨上，与控制通信单元的STM32F103脚35相连。
[0028] 所述的地铁屏蔽门控制系统的关门方法，其特征在于方法的流程如下：
[0029] 变量说明
[0030] BLDCM的电流额定值I_rating
[0031] BLDCM的转速额定值N_rating
[0032] 屏蔽门夹人的电流
阈值I_threshold＝3×I_rating
[0033] 屏蔽门夹人的转速阈值N_threshold＝0.3×N_rating
[0034] 关门不存在夹人的时间T∈[0，200]ms
[0035] 屏蔽门夹人判据说明
[0036] 判据1，关门作业的时间
[0037] 判据2，BLDCM的电流i＞I_rating
[0038] 判据3，BLDCM的转速n＜N_rating
[0039] 地铁屏蔽门关门流程
[0040] ①接收关门指令
[0041] 读入改进S平滑运动曲线
[0042] ②t∈[0，200]ms
[0043] 根据改进S平滑运动曲线进行关门作业，转⑤
[0044] ③t∈(200，4000]ms
[0045] ③-1屏蔽门夹人检测
[0046] 判据1&判据2&判据3不成立，转④
[0047] ③-2屏蔽门夹人处理
[0048] 滑动门停止关闭、后退50mm
[0049] 1秒后门再次关闭、重复3次
[0050] 调用“③-1”检测
[0051] ③-2-1夹人故障排除，转④
[0052] ③-2-2夹人故障存在
[0053] 门指示灯闪烁、门打开处于自由状态、人工处理
[0054] ④根据改进S平滑运动曲线进行关门作业，转⑤
[0055] ⑤返回②。
[0056] 本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：控制系统的BLDCM采用高集成度专用驱动芯片+逆变电路，简单可靠；附设防夹功能的屏蔽门改进S平滑运动曲线，消除了地铁屏蔽门驱动力突变的缺陷，降低了关门结束时的撞击力、屏蔽门的机械磨损、BLDCM和驱动逆变电路的损坏；控制系统固件采用双应用程序架构，具有远程在线更新功能；BLDCM的速度-电流双闭环控制---速度环的模型预测MPC控制、电流环的积分分离PI控制---能克服BLDCM启动阶段反电动引起斜坡扰动。
附图说明
[0057] 图1是地铁屏蔽门控制系统的原理
框图；
[0058] 图2(a)是主控模块的电路图；
[0059] 图2(b)是控制通信单元固件的双应用程序架构图；
[0060] 图3是驱动模块的电路图；
[0061] 图4是逆变模块的电路图；
[0062] 图5是霍尔位置检测模块的电路图；
[0063] 图6是电流测量模块的电路图；
[0064] 图7是接近开关和灯具模块的电路图；
[0065] 图8(a)是地铁屏蔽门关门方法的
流程图；
[0066] 图8(b)是改进S平滑运动曲线图。
具体实施方式
[0067] 如图1所示，消除驱动力突变的地铁屏蔽门控制系统由主控模块100、驱动模块200、逆变模块300、无刷直流电机400、霍尔位置检测模块500、电流测量模块600、接近开关和灯具模块700、就地控制盘和信号系统800组成；主控模块100经驱动模块200、逆变模块
300与无刷直流电机400相连，无刷直流电机400经霍尔位置检测模块500与主控模块100相连，逆变模块300经电流测量模块600与主控模块100相连，接近开关和灯具模块700、就地控制盘和信号系统800分别与主控模块100相连；
[0068] 无刷直流电机400采用主流的速度-电流双闭环控制；地铁屏蔽门控制系统接受开门命令时，根据标准S曲线，2.5～3.0s内完成开门作业；地铁屏蔽门控制系统接受关门命令时，根据附设防夹功能的改进S平滑运动曲线，3.0～4.0s内完成关门作业；地铁屏蔽门的控制系统固件为双应用程序架构，具备系统固件的远程在线更新功能。
[0069] 说明1：考虑到就地控制盘(PSL)和信号系统(SIG)是杭州地铁1号线的既有设备，本文只提及不论述。
[0070] 如图2(a)、图2(b)所示，主控模块100包括控制通信单元130、第1光耦单元110、第2光耦单元120，控制通信单元130以STM32F103芯片为核心，第1光耦单元110以ISO7230芯片为核心，第2光耦单元120类同；STM32F103的脚59、60、63分别与第1光耦单元110ISO7230的脚3、4、5相连；ISO7230的脚14、13、12分别接入A110、B110、C110端子，脚2、8、15、9接地，脚1、16接Vcc，第2光耦单元120类同；STM32F103通过脚69、70异步串行口UART，扩展为RS485总线，与就地控制盘和信号系统800通信，接收就地控制盘和信号系统800的开/关门控制命令，同时反馈屏蔽门的实时工作状态；
[0071] 控制通信单元130的固件采用双应用程序架构，即“双系统”架构：开辟独立的应用程序运行区I和应用程序运行区II；控制通信单元130固件远程在线更新时，就地控制盘和信号系统800下发更新的应用程序，更新的应用程序存储到应用程序运行区I或应用程序运行区II；上电启动时，引导装载程序引导控制通信单元130应用程序的切换。
[0072] 如图3所示，驱动模块200以DRV8301芯片为核心，DRV8301的脚17～22按序分别与A110、A120、B110、B120、C110、C120端子相连，DRV8301的脚8～11按序分别与控制通信单元130的STM32F103脚40、42、43、41相连，DRV8301的脚47、42、37、45、40、35分别接入GH_A、GH_B、GH_C、GL_A、GL_B、GL_C端子；DRV8301芯片内集成SPI口，STM32F103通过SPI下载错误发生时的保护条件，DRV8301芯片内嵌的错误保护单元根据下载的错误保护条件，判断是否需要启动错误保护。
[0073] 如图4所示，逆变模块300包括6只型号IRF1010的MOSFET：V301、V303、V305、V302、V304、V306，构成全臂桥逆变电路；V301、V303、V305组成上臂桥，V302、V304、V306组成下臂桥；V301、V302为A相支路，节点A为V301和V302的公共节点，V303、V304，V305、V306类同；V301的栅极经R301与GH_A端子相连，V302的栅极经R302与GL_A端子相连，V303、V304，V305、V306类同；公共节点A、B、C分别与无刷直流电机400定子的A、B、C绕组相连；电机运转时，上下臂桥的六只MOSFET有且只有上臂桥的一只和下臂桥的一只导通，而且两只MOSFET不在同相的支路上；电阻RS是逆变模块300的电流采样电阻，VS则是经采样电阻转换逆变模块300电流的电压值；无刷直流电机400选用德恩科BG系列的无刷直流电机。
[0074] 如图5、图1所示，霍尔位置检测模块500以光耦ISO7230芯片为核心，无刷直流电机400内置3个霍尔位置传感器：HALL1、HALL2、HALL3，经5端口的面板输出传感器信号；端口1与R501、R502、R503、C501的一端，以及5V相连，端口5与C501的另一端相连接地；HALL1的端口2与R501的另一端、R511的一端相连，R511的另一端、C511的一端、ISO7230的脚3相连，C511另一端接地；HALL2的端口3、HALL3的端口4连结方式类同；
[0075] ISO7230的脚16、1分别接5V、3.3V，脚15、9、2、8接地，脚14、13、12分别与控制通信单元130的STM32F103脚26、27、28相连；霍尔位置传感器输出的信号经光耦处理、5V至3.3V的电平转换，供STM32F103进行AD采样，完成速度环模型预测的MPC控制。
[0076] 如图6、图1、图4所示，电流测量模块600以DRV8301芯片为核心，借助DRV8301内部集成的电流放大器，调理电流的采样信号；逆变模块300的电流采样电阻为RS，RS两端引出电压VS，VS接入DRV8301的脚32、33；DRV8301的脚24接3.3V，脚25与控制通信单元130的STM32F103脚29相连，供STM32F103进行AD采样，完成电流环积分分离的PI控制。
[0077] 说明2：DRV8301驱动芯片内集成两个电流放大器，故逆变模块300的采样电流调理可通过其中的一个电流放大器实现。
[0078] 如图7所示，接近开关和灯具模块700包括第1电感式接近开关单元710、第1光耦单元720，第2电感式接近开关单元730、第2光耦单元740，电感式接近开关的型号为HLM18N2NO、光耦芯片的型号为TLP521_1；第1电感式接近开关单元710、第1光耦单元720的连接方式如下：HLM18N2NO的红色端口接12V，黑色端口接地，黄色端口与TLP521_1脚2相连；TLP521_1脚1经R701接12V，脚3接地，脚4与R702的一端、控制通信单元130的STM32F103脚34相连，R702的另一端接3V3；屏蔽门采用上悬挂安装方式，HLM18N2NO固定在屏蔽门1000mm关门行程的815mm屏蔽门导轨上；
[0079] 第2电感式接近开关单元730、第2光耦单元740的连接方式与第1电感式接近开关单元710、第1光耦单元720类同，HLM18N2NO固定在屏蔽门1000mm关门行程的980mm屏蔽门导轨上，与控制通信单元130的STM32F103脚35相连。
[0080] 说明3：鉴于检测屏蔽门闭合是否到位的接近开关(Switch)，以及屏蔽门灯(Lamp)所涉及的开关量属公知知识范畴，亦是杭州地铁1号线的既有设备，故本文只提及亦不论述；仅展开描述增设的、改进S平滑运动曲线的辅助接近开关和电路。
[0081] 如图8(a)、图8(b)所示，消除驱动力突变的地铁屏蔽门关门方法的流程如下：
[0082] 变量说明
[0083] BLDCM的电流额定值I_rating
[0084] BLDCM的转速额定值N_rating
[0085] 屏蔽门夹人的电流阈值I_threshold＝3×I_rating
[0086] 屏蔽门夹人的转速阈值N_threshold＝0.3×N_rating
[0087] 关门不存在夹人的时间T∈[0，200]ms
[0088] 屏蔽门夹人判据说明
[0089] 判据1，关门作业的时间
[0090] 判据2，BLDCM的电流i＞I_rating
[0091] 判据3，BLDCM的转速n＜N_rating
[0092] 地铁屏蔽门关门流程
[0093] ①接收关门指令
[0094] 读入改进S平滑运动曲线
[0095] ②t∈[0，200]ms
[0096] 根据改进S平滑运动曲线进行关门作业，转⑤
[0097] ③t∈(200，4000]ms
[0098] ③-1屏蔽门夹人检测
[0099] 判据1&判据2&判据3不成立，转④
[0100] ③-2屏蔽门夹人处理
[0101] 滑动门停止关闭、后退50mm
[0102] 1秒后门再次关闭、重复3次
[0103] 调用“③-1”检测
[0104] ③-2-1夹人故障排除，转④
[0105] ③-2-2夹人故障存在
[0106] 门指示灯闪烁、门打开处于自由状态、人工处理
[0107] ④根据改进S平滑运动曲线进行关门作业，转⑤
[0108] ⑤返回②。
[0109] 消除驱动力突变的改进S平滑运动曲线的参数表
[0110]时间S 加加(减减)速度m/s3 速度m/s 位移m
tA1＝0.1、tB1＝0.4、tC1＝0.5 K1＝12.5
加速至0.5 0.125
tVD－tVC(tC1)＝1.38 0 匀速0.5 0.690
tA2－tVD＝0.1、tB2－tVD＝0.4、tC2－tVD＝0.5 K2＝－8.5 减速至0.16 0.085
tVF－tVE(tC2)＝0.5 0 匀速0.16 0.080
tA3－tVF＝0.1、tB3－tVF＝0.4、tC3－tVF＝0.5 K2＝－2.0 减速至0.08 0.020
[0111] 校核，关门作业时间t＝3.38S∈[3，4]S，位移W＝1m；
[0112] 0.5mV2VD＝0.5×75×0.52≤10J，0.5mV2VF＝0.5×75×0.162≤1J；
[0113] 结论，满足杭州地铁1号线屏蔽门相关技术参数指标，符合CJ/T 236-2006安全指标。
[0114] 说明4：因开门沿袭经典的七段S曲线，故本文仅围绕关门曲线展开论述。BLDCM的电流环阶跃响应调节时间≤10ms，电机转速上升时间≤200ms；排除屏蔽门夹人的误报警，屏蔽门夹人检测的t∈(200，4000]ms，i≥3×I_rating and n≤0.3×N_rating；关门作业的初始200ms，不存在屏蔽门夹人的可能性。检测屏蔽门闭合是否到位的接近开关给出中止屏蔽门关门作业的信号，所述接近开关是杭州地铁1号线的既有设备。
[0115] 说明5：七段S曲线的位移、速度、加速度、加加(减减)速度的关系如下：
[0116] 设匀速的速度为V0，匀加速的加速度为a0，则在加加速阶段满足a0＝ktA(k是加加速度值或者减减速度值)，tA是加加速结束时刻，tB是匀加速结束时刻整个加速阶段的加速度
[0117]
[0118] 速度
[0119]
[0120] 位移
[0121]
[0122] 加速结束时刻的速度
[0123] V0＝v(tA+tB)＝a0tB
[0124] 由以上2式可以导出
[0125]
[0126] 由于关门作业的加加速、匀加速、减加速、匀速沿袭经典七段S曲线，故只提及不展开，论述聚焦关门作业的减速曲线。减速曲线包括三个阶段：①VD(VC)＝0.5m/S减速至VE＝0.16m/S，②VE＝0.16m/S匀速至VF＝0.16m/S，③VF＝0.16m/S减速至VG＝0.08m/S；每个减速阶段由加减速、匀减速、减减速组成，减速时间＝0.1+0.3+0.1＝0.5S，减减速度分别为-
8.5m/S3、-2.0m/S3。
