SVM在弓网最优压力载荷确定中的应用

受电弓滑板的磨损与滑板和接触网导线之间的压力载荷有着密切关系,寻找最优压力载荷使得滑板磨损最小具有重要经济意义。通过对铜基粉末冶金滑板与铜锡导线的对磨实验,得到在不同载流、速度以及变化载荷情况下的滑板磨损情况。针对磨损量不易机理建模的问题,采用支持向量机（SVM）建立了以磨损量作为因变量,以接触压力、滑动速度和接触电流为自变量的回归预测模型,并通过单纯形法确定在特定滑动速度和接触电流条件下的基于滑板磨耗率最低的最优压力载荷,通过算例分析为磨耗率回归预测模型的应用提供参考。     

受电弓摩擦副载流磨损特性研究

为了解决电气化铁路受电弓网中摩擦副的磨损严重问题,采用自行开发的滑动电接触实验机,基于浸铜碳滑板和纯铜接触线为实验材料,在不同条件下进行了载流磨损实验,分析了受电弓滑板的磨损率与接触压力,接触电流和滑动速度之间的关系。基于方差分析表,采用F检验方法比较接触压力、接触电流、滑动速度3个因素对磨损率的影响程度,通过数据拟合的方法,建立磨损率的数学模型,并通过实验验证了所建立模型的有效性。     

波动载荷下高速列车受电弓与接触网载流摩擦研究

为进一步提高高速列车运行过程的安全性能,对波动载荷下的高速列车的受电弓与接触网载流摩擦进行研究。具体则是构建基于Stribeck摩擦的弓网载流摩擦模型对弓网系统的摩擦特性进行分析。实验结果表明,在其他因素不变的情况下,摩擦系数随接触力波动幅度的增加而增大,随电流的增加而减小,随滑动速度的增加而增大;经过改进后的Stribeck模型进行摩擦力预测时,预测结果的相对误差最大仅为5.723 2%。以上实验结果验证了本研究的合理性以及构建的摩擦模型的优越性,对实际的设计有一定的参考价值。     

强电流滑动电接触下的最佳法向载荷研究

弓网系统中滑板磨耗大及电力机车受流不稳定是制约我国电气化铁路向高速、重载、安全、稳定运行方向发展的一个关键问题,亟待采取有效的措施进行解决。在特定的载流、滑动速度条件下,表征滑板磨损快慢的滑板磨耗率随法向载荷增大呈现出先减小后增大的“U”型变化趋势,而表征载流稳定性的载流稳定系数随法向载荷增大而逐渐减小,因此选择合适的法向载荷可使滑板磨耗和载流稳定性均达到相对最佳。通过使用浸金属碳滑板与铜导线进行对磨实验,得到了不同实验条件下滑板磨耗率和载流稳定系数的大量实验数据。以此建立了以法向载荷、载流和滑动速度为输入量,以滑板磨耗率、载流稳定系数为输出量的BP神经网络非线性模型,进而利用遗传算法优化了相关参数,并在特定的载流和滑动速度条件下,采用基于粒子群算法的多目标优化方法,确定了滑板磨耗率最低、载流稳定系数最小的最佳法向载荷对应的非劣解。     

滑动电接触磨耗测控系统的研究

为了研究受电弓滑板和接触导线的摩擦磨损性能,研制了一台高性能滑动电接触磨耗试验机;其可以实现导线和滑板的均匀磨耗,可在一定范围内实现电流、载荷和速度等方面的单、多因素控制,实现对接触导线与滑板摩擦系数、滑板往复移动次数、接触导线与滑板磨耗量等的实时在线测量和数据储存,同时设计了基于LabVIEW的监测界面和数据处理系统。通过实验,分析了强电流对浸铜碳滑板摩擦磨损的影响,得出摩擦系数和磨耗率随电流的增大而增大的结论。     

高速列车弓网故障响应研究

弓网系统是牵引供电系统中重要组成部分,受电弓与接触线之间良好的动态性能是列车平稳受流的重要前提.由于列车速度的提高,弓网间耦合振动加剧,并直接导致弓网故障的发生.基于受电弓及接触网的结构动力学特性,建立了弓网垂向耦合振动系统模型,对弓网系统中受电弓连接件松动、接触线磨损、定位器失效等情况下的接触力响应进行了动力学仿真及分析,初步从动力学角度进行分类,为弓网接触力测控以及故障诊断打下基础.     

受电弓滑板与接触网导线相互作用规律分析

受电弓滑板与接触网导线是一对比较特殊的摩擦副,其工况条件有其显著的特点,摩擦磨损的形成机理较复杂,是机械作用、电气作用以及化学或电化学作用的综合结果。文章根据接触网与受电弓的物理模型建立了受电弓与接触网系统的动力学模型,然后分别建立了接触网和受电弓的运动方程,并确定了接触力的计算公式,从而得到了受电弓滑板与接触网导线之间的相互作用规律。     

电气化铁路弓网系统建模与仿真分析

研究电气化铁路受电弓一接触网结构系统优化建模问题,分析了接触线预弛度对弓网受流的影响.传统的弓网模型多采用模态振型叠加法进行求解,过程比较繁琐,且容易引起截断误差.针对上述问题,将接触网看作一个刚度不断变化的系统,与受电弓系统联立,给出了弓网运动方程,并提出采用Newmark方法进行直接积分求解.根据上述方法,使用ANSYS软件建立了弓网仿真模型,分析了预弛度对弓网受流质量的影响.仿真结果能够满足实际要求,可为接触网的设计提供参考.     

受电弓混合建模与弓网耦合振动分析

接触网、受电弓、列车行驶工况复杂多变,弓网耦合方程建立不全面,基于受电弓参数的弓网耦合振动分析有待进一步研究。将弓头柔性的理论建模建模与传统受电弓线性模型的实验建模结合,并将气动抬升力和车体振动模拟进弓网的非线性耦合模型。利用Newmark-β法求解响应后,基于受流质量性能判断指标,分析受电弓参数以及改进前后的弓网耦合模型在列车不同行驶速度下对弓网接触力的影响。结果表明:列车低速行驶时,模型改进前后的接触力仿真结果差异很小;列车高速行驶时,两者差异增大,非线性不容忽视。此外,仿真得出M₁,M₂,K₂,C₁是影响接触网系统与受电弓系统合理匹配的关键参数。     

基于DEEDA-CWLS-SVM的弓网电接触系统模型预测研究

在弓网电接触系统中,回路电流、运行速度、接触压力与载流稳定系数、电流效率、磨损率之间存在一定的函数关系,且该函数关系为多输入-多输出关系.因此,通过自行研制的实验机模拟弓网电接触系统的实际运行,提出一种基于柯西分布加权的最小二乘支持向量机(CWLS-SVM)进行弓网电接触系统的输入输出模型预测,考虑到CWLS-SVM模型的正则化参数C与高斯核参数σ难以选取的问题,采用差分进化分布估计(DEEDA)算法对以上参数进行寻优,利用实验数据进行预测模型的训练与检验.结果表明,采用本文算法建立的预测模型具有更高的预测精度,泛化能力强,为弓网电接触系统模型建立提供理论支持.