地铁车辆轴箱吊耳动态分析和优化

针对某型地铁车辆转向架在被吊起时起保护一系悬挂系统作用的轴箱吊耳在车辆运营中多次发生断裂的问题,用HyperWorks建立吊耳的有限元模型,以试验数据作为输入分析模态频率响应,通过仿真结果与试验结果的对比调整模型,保证模型仿真的准确性.综合分析仿真结果和试验结果,找出引起吊耳模态频率响应过大的原因,利用OptiStruct进行结构拓扑优化,根据优化结果提出4种新方案,并分别对比各方案的静强度、模态频率、模态频率响应和体积等,确定最佳设计方案.     

基于Matlab GUI的地铁车辆轴箱轴承寿命计算

针对传统算法无法反映地铁车辆轴箱轴承使用工况复杂性的缺陷,提出轴箱轴承寿命的二维计算方法。该计算方法将轴箱轴承的使用工况按照地铁车辆的载荷和线路工况进行二维划分,并将轴承寿命表达为载荷和线路工况及其相应概率的函数。同时,针对到目前为止都没有专门用于地铁车辆轴箱轴承寿命计算的相关软件的问题,通过Matlab软件平台开发了地铁车辆轴箱轴承寿命计算软件。软件具有导入导出具体的参数值以及导出计算结果,自行检测软件参数输入时的一些错误以及自动校验输入的参数值是否超出范围等功能。通过该软件,可以对地铁车辆轴箱轴承的寿命进行精确求解,考察每一个载荷工况或者线路工况对轴箱轴承寿命降低的“贡献率”,考察传统算法与改进算法之间的差异。最后给出计算实例来分别考察传统算法和改进算法,计算结果充分验证了轴箱轴承寿命计算软件的有效性。     

城市轨道车辆直线电机牵引控制系统

针对轨道交通车辆直线电机运行的特点,研究探讨了直线牵引电机的控制方法;应用新型32位DSP芯片TMS320F2812实现了具体的牵引控制系统方案;通过仿真分析验证了控制系统方案的可行性,对以后实现国产化有一定的参考价值.     

基于PMAC控制器的直线电机性能研究

本文讲述了PMAC运动控制器及直线电机原理，着重介绍基于PMAC控制器的直线电机PID调节，并通过实验加以验证。     

基于多体动力学的车辆道岔通过性能研究

道岔复杂的轮轨关系及其变截面特性是车辆通过道岔时引起振动甚至脱轨的关键因素.根据60kg/m钢轨18号可动心轨道岔设计布置图,在多体动力学软件中建立车辆—道岔耦合系统模型,在此基础上对车辆—道岔系统模型进行验证,仿真计算车辆侧向和直向通过道岔的动力学响应.结果表明转辙器区、辙叉区轨道截面变化和轮轨型面匹配是影响车辆动力学性能的主要因素.最后,对车辆侧向通过离散轨道模型工况下的动力学响应进行仿真计算,讨论道岔轨下整体刚度和阻尼对模型动力学性能的影响,为改善车辆通过道岔时的动力学性能、道岔轨下刚度与阻尼参数匹配提供理论基础.     

城轨车辆直线电机牵引控制系统国产化的研究

针对城市轨道交通车辆直线电机运行的特点,研究探讨了直线牵引电机的控制方法;应用新型32位DSP芯片TMS320F2812及实时多任务操作系统DSP／BIOS实现了具体的牵引控制系统方案;该系统采用独特的补偿控制算法,最大牵引力跟踪和在线参数校正,提高了车辆直线电机运行的稳定性和牵引力;通过仿真分析验证了该控制系统方案的可行性,对以后直线电机车辆实现国产化有一定的参考价值。     

地铁车辆橡胶轴箱定位器结构分析与优化

为缩短地铁车辆橡胶轴箱定位器的开发周期,设计合理的橡胶自由面形状,综合利用HyperMesh和Abaqus的非线性有限元分析功能完成自由面在整个受力过程中的变形情况模拟;对橡胶轴箱定位器进行三向刚度分析预测,根据有限元模拟情况完成橡胶自由面的优化设计.该方法为综合采用HyperMesh和Abaqus实现自由面模拟设计与优化提供设计实例.     

基于铁氧体材料的永磁直线电机电磁性能分析

为了改善长次级永磁同步直线电机在物流仓储产业及相关物流运输、分拣等方面的应用中存在的耗费高的问题,提出了一种高可靠性且造价较低的铁氧体永磁同步直线电机。通过建立电机二维有限元模型,在稀土永磁同步电机优化设计的基础上,将稀土永磁体更改为铁氧体,并分析电机电磁性能。为了提高电机推力,分析了槽深及匝数对电机推力、推力波动及铜耗的影响。该电机可以应用于物流分拣、传输线等场合,可以提高系统和平台的效率,降低建设成本。     

基于不同线路条件下的车辆动力学性能分析

随着我国在既有线上的线路改造和载运量的不断增加,对线路参数的设计要求也随之提高。应用动力学方法建立车辆-轨道系统动力学模型,研究不同曲线半径和线路激励对车辆动力学性能的影响。研究结果表明：增加曲线半径有利于增加车辆曲线通过安全性,车辆经过曲线线路连接处时脱轨概率变大,驶入曲线时的脱轨系数明显高于驶出曲线,重点考虑曲线线路连接位置处的车辆通过速度以及车辆运行状态;适当增加曲线半径可以减少轮轨间磨耗,有效降低磨耗速度;轨道激励变化对车辆临界速度的影响较大,应根据实际运行工况模拟得出最佳临界速度范围。     

不同线路条件对车辆动力学性能的影响

为探查不同曲线半径和线路激励对车辆动力学性能的影响,应用动力学方法建立车辆-轨道系统动力学模型,计算各动力学评价指标的变化情况.研究结果表明:增加曲线半径有利于增加车辆通过曲线的安全性;车辆经过曲线线路连接处时脱轨概率较大,可重点考虑曲线线路连接位置车辆的运行状态;适当增大曲线半径可以减少轮轨间磨耗,有效降低车轮与轨道的磨耗速度;轨道激励变化对车辆临界速度的影响较大,可根据实际运行工况计算最佳临界速度范围.     

计及铁损时电动汽车用感应电机的Hamilton建模及无源控制

针对电动汽车电驱动系统的非线性特点,采用端口受控Hamilton系统理论与无源性控制原理研究了计及铁损的电动汽车用感应电机系统的建模和控制问题.首先,选取系统的总能量作为Hamilton函数,推导出考虑铁损的感应电机端口受控Hamilton模型,然后利用系统的互联和阻尼配置以及能量成形对闭环电动汽车电驱动系统进行无源控制,并分析了闭环系统的稳定性.由于闭环系统的Hamilton函数可作为Lyapunov存储函数,从而使控制器设计和稳定性分析更容易,控制器更加简单和易于实现.仿真结果验证了新控制策略的有效和快速性.     

实心转子感应电动机高速运转性能分析

分析了实心转子感应电动机的磁路及M-S曲线;采用Ansoft有限元软件对电动机变频启动的动态过程进行仿真,得到了空载启动的磁场分布、定转子电流、启动转矩等动态数据;测试了电动机在高频高速状态下的性能,论证了实心转子感应电动机高速运行的可行性。     

考虑铁损的电动汽车用感应电机矢量控制及其能量优化策略

电动汽车用感应电机励磁电感一般较小,高速时铁损大,采用经典矢量控制策略存在轻载低效和由忽略铁损引起的控制不精确等问题.首先根据同步旋转坐标系下考虑铁损的感应电机动态数学模型,分析了铁损对按转子磁场定向矢量控制的影响,给出了动态和稳态两种补偿方案.然后从调节磁通水平的角度,提出了一种基于损耗模型的感应电机能量优化控制策略,并讨论了铁损等效电阻变化对优化控制的影响.仿真和实验结果表明,给出的补偿控制策略克服了经典矢量控制磁场定向及转矩控制不准确的缺陷;提出的的能量优化控制策略不但节能效果明显,而且具有寻优速度快、转矩和转速波动小等优点,为高性能要求的电动汽车电驱动系统高效运行提供了有效途径.     

基于龙伯格观测器的感应电机预设性能位置跟踪优化控制EI北大核心CSCD

考虑暂稳态约束、控制参数优化及参数摄动和负载扰动等对感应电机位置跟踪控制性能的影响,本文提出了一种基于龙伯格观测器的预设性能优化控制方法.首先,针对电机转子磁链在实际中不可测的问题,采用龙伯格观测器对其进行了快速准确的估计.其次,基于反步法完成感应电机位置预设性能控制器的设计,基于变增益指数趋近律完成感应电机磁链滑模控制器的设计,通过构造干扰观测器对电机系统中由参数摄动和负载扰动引起的不确定项进行观测,实现了对系统给定值准确的跟踪控制.再次,将遗传算法(GA)与改进的粒子群优化(IPSO)算法相结合,对所设计的控制器参数进行优化整定,进一步提高了系统的收敛速度和稳态精度.基于李雅普诺夫稳定性理论分析表:所设计的控制器能够保证位置跟踪误差一直处于预设边界内,且整个闭环系统是全局一致有界稳定的.最后,通过仿真和模拟实验对比分析验证了本文所提方法的有效性及在实际电机系统中应用的可行性.     

城轨交通用直线感应电机模糊PI矢量控制

本文将模糊控制的快速性与PI调节的静态无差相结合, 提出一种基于矢量控制的模糊逻辑与PI结合的复合型控制器, 同时设计了推力补偿器对动态纵向边端效应引起的推力的衰减进行了补偿. 通过与PI调节的矢量控制系统的数值仿真结果的对比, 验证了该复合模糊PI调节器对矢量控制下直线感应电机(LIM)动态性能的改善.     

三相异步电机的Z-SOURCE驱动性能分析

通过SIMULINK/MATLAB对Z-SOURCE驱动系统进行仿真,研究电机在满负荷和空载两种情况下的电流、转速和电磁转矩,得到了一个满意的控制结果。     

感应电机自激振荡抑制策略对比研究

针对感应电机自激振荡现象,对基于转矩电流分量的调节频率指令法、基于合成电流的调节频率指令法和基于合成电流的调节电压指令法三种振荡抑制策略进行了研究,并对三种方法进行了实验验证。实验结果表明这三种方案抑制振荡效果良好,并且不受电机、逆变器参数影响,最后对三种振荡抑制方案进行了综合比较与评价。     

Adaptive feedback linearizing control of linear induction motor considering the end-effects

This paper proposes an input–output feedback linearization techniques for linear induction motors, taking into consideration the dynamic end-effects. As a main original content, this work proposes a new control law based on the on-line estimation of the induced-part time constant. The estimation law is obtained thanks to a Lyapunov based analysis and thus the stability of the entire control system, including the estimation algorithm, is intrinsically guaranteed. Moreover, with such an approach even the on-line variation of the induced-part time constant with the speed is retrieved, thus improving the behavior of previously developed approaches where such a variation vs. speed is considered a priori known. The proposed control technique, integrating the on-line induced-part time constant estimation, is tested by means of simulations and experiments carried out on a suitably developed test set-up.