列车模拟运行控制系统的开发

本文在现有牵引制动能量互馈式试验台的基础上,提出一种基于列车模型的实时控制算法。通过模拟列车在预定线路、预定载荷下的运行工况,实现了对列车运动过程动态特性的模拟,为电力牵引及电气制动系统的开发提供了一个动态模拟环境。     

磁悬浮列车运行平稳性研究

中低速磁浮列车信号特征提取是磁浮列车安全可靠运行与故障诊断的关键技术之一。针对磁浮列车快变信号特征的特点,利用傅里叶变换(FFT)和短时傅里叶变换(STFT)方法对信号进行分析。该方法不仅可以从时域分析列车运行时的振动信号,而且能从频域分析列车运行特征,同时能够有效的得到信号的瞬时特征,提升了磁浮列车非平稳信号的提取能力,从而可以监测列车运行的实时状态,可以保证列车运行的安全性和可靠性。通过磁浮列车在轨道上运行的试验,得到了列车实时振动信号;分别在2 s (列车过道岔)、4 s (悬浮工况)、6 s (加速工况)和8 s (制动工况)利用FFT和STFT对车体振动进行分析,分析结果表明:列车的振动、频率成分与列车的运行速度成正相关;列车在运行过程中,列车在横向和垂向上的平稳性一直处于等级优。     

基于LabWindows的列车半物理实时仿真模拟系统

为避免传统软件仿真的局限性,采用实际控制器和虚拟被控对象相结合的理念,通过在LabWindows/CVI Real-Time系统中建立虚拟电机实时模型和列车整车动力学模型,用真实电机驱动器驱动虚拟电机以达到整车的稳定运动。设备调试环境与真实环境一致,无需真实开动列车就可以测试列车的各项运行参数和各种工况。仿真结果表明,该系统可以有效地实时模拟列车的运行。     

基于RT-LAB的高速动车组牵引传动系统实时仿真

针对如何搭建高速动车组牵引传动系统硬件在环仿真模型及实现该系统相关信号量的实时在线监测问题,通过利用RT-LAB实时仿真器和以GE公司CT11系统为开发平台的控制器搭建了高速动车组牵引传动系统的硬件在环仿真模型.采用了算法简单、控制效果更精确的直接转矩控制(DTC)方式作为系统逆变器的控制算法来驱动异步电机;为了使整个系统更接近实际的高速动车组,引入了列车通信网络(MVB)完成与硬件在环仿真模型的通信问题;在列车通信网络环境下,系统的运行速度曲线比较平滑,且始终保持在限速范围之下,满足了实际动车组对运行速度的要求.研究结果表明,该系统能够根据列车的运行特性曲线实时地获得不同工况下的运行结果,从而对实现牵引传动系统的实时在线监测具有重要的研究意义.     

基于DSP和CPLD的城市轨道列车舒适度检测系统

针对城市轨道列车运行中舒适度检测的问题,提出一套基于DSP和CPLD的城市轨道列车舒适度检测系统,以C语言和verilog HDL语言作为芯片的开发语言。能够对不同工况环境下的运行车辆状况进行实时检测,通过DSP对数据计算分析得到量化评价,为列车舒适度评价提供了数据支持。通过检测计算结果与计算机软件得出结论的对比,表明检测系统可以广泛应用于城市轨道列车的舒适度检测。     

风机盘管加新风系统运行节能分析

为了降低公共建筑空调系统的运行能耗,本文以南京某办公楼的风机盘管加新风空调系统为研究对象,对该办公楼的空调系统进行多工况分区运行优化,在优化基础上,从室内人均新风量、空调温度、空调系统送风温度三个方面对空调系统高峰负荷时段的调峰措施进行分析。运用DEST能耗模拟软件对多工况分区优化方案和调峰方案进行模拟分析,研究结果表明,多工况分区运行方案下空调系统全年可节省30.21%的能耗,调峰方案下空调系统能耗最大可节省18.44%,为实现空调系统高峰时段动态需求侧响应技术提供了较好的方案。     

太阳能热泵系统运行工况的模拟研究

合理地确定太阳能热泵系统的运行工况，对系统运行的经济性和可靠性具有重要意义。对太阳能热泵系统的各种不同运行工况进行了分析研究，建立了各种运行工况下的数学模型。并针对哈尔滨地区进行了模拟计算。得出了如下结论：动态运行工况下总集热量和集热效率较静态运行工况分别提高了23．1％和22．7％。     

异步电机运行状态监测实验系统设计

为了实时准确地对异步电机的运行状态进行监控,设计了基于传感器、PCI数据采集卡、Windows操作系统的实验系统.通过传感器检测电机运行状态参数数据如电流、温度、转速等,经过调理电路后的数据通过数据采集卡传输到上位机,上位机软件系统以VC++为开发工具,基于Windows操作系统,实现对检测数据的分析和处理.实验证明:该系统能够实现对电机参数的自动在线监测、记录、特征提取和实时显示等功能,在精度和实时性方面满足要求,能够模拟实现列车牵引设备实时安全状态监测的基本功能,达到了设计的目的和要求.     

基于ADAMS的高速列车动力学性能仿真研究

基于ADAMS/Rail,建立了12节车辆系统虚拟样机模型,仿真研究了列车直线运行平稳性、启动工况、制动工况和曲线通过工况下的动力学响应,仿真结果表明:所建列车模型启动、制动状况性能良好,直线运行稳定性较好.曲线通过性能较差,中间车辆易发生脱轨.     

多系统融合技术在轨道交通全自动运行车辆中的应用研究

全自动运行是当前轨道交通的一个重要发展方向,其稳定运行离不开列车状态高精准实时诊断及智能运维决策应用。关键子系统故障诊断为列车全自动运行提供辅助决策,而多系统融合技术的应用则是打破列车各数据壁垒与信息孤岛,实现多维数据联合分析诊断和列车智能运维决策的重要途径。通过系统融合主机可获取各车载系统监测数据,结合大数据分析、机器视觉与计算机等技术搭建列车智能运维系统,实现列车的故障诊断、故障报警、远程监测与运维决策等功能,有效保障列车全自动行驶的安全性与稳定性。     

烟田高架作业车轮距调节机构的设计与液压系统仿真

为了满足烟田高架作业车道路行驶和田间行驶两种不同的行驶工况,设计了轮距调节机构。为研究轮距调节液压系统中两液压缸的同步特性,利用AMESim仿真平台建立了轮距调节液压系统的模型并依据实际作业工况进行了动力学仿真。仿真结果表明:在负载相同,负载相差100 N,负载相差500 N,负载相差1000 N这四种不同的工况下,轮距调节液压缸的位移差异最大为0.0503 m,位移的差异值在允许的范围内,轮距调节液压系统能够满足实际工作的要求,为其他车辆轮距调节机构的设计提供了参考。     

Multidisciplinary simulation for driving performance analysis of an escalator system

An electric motor coupled with a gear train generates driving torque to move step band and handrail band together with passenger load for operation. Therefore, understanding of electric motor dynamics and its influence on escalator system in transient and steady state is very important for both product development and service operation in compliance with safety code requirement. A multidisciplinary escalator simulation model in complete system-level is introduced based on multibody dynamics technology including 3-phase induction motor, gear train inside of machine gearbox, step band, handrail band and all other drive chain bands. Torque from 3-phase induction motor is considered in the system model by the flux linkages equations derived from d-q axis equivalent circuit. The verified simulation model compared with Thévenin’s equivalent circuit model is used to investigate driving performance of an escalator system in different passenger load condition.     

典型线路下重载机车胶泥缓冲器泄漏故障分析

针对典型线路下重载机车使用的缓冲器QKX100出现的胶泥泄漏现象,使用铁科院纵向动力学计算软件进行典型线路下重载货运列车的纵向动力学计算;结合胶泥芯子的结构原理,分析钩缓系统故障产生的原因。分析结果表明:在持续的陡坡线路上,变坡度会引起车钩力的剧烈变化,而在进行循环制动时,列车的中后部出现较大纵向冲动;而在此种线路条件下,QKX100弹性胶泥缓冲器的作用也越频繁,因此缓冲器动密封圈的磨损就会加大,胶泥泄漏的也就越大。为了改善缓冲器工作状态,应采用适当的机车操作、合理的列车编组以及更严格的缓冲器生产管控。     

Optimization and simulation of the operational motion of a pantograph: Uplift and retraction

A single-arm pantograph of metro train was studied in this work. The mathematical model of a single-arm pantograph was first established and an optimal design method to obtain the geometric parameters of the pantograph was proposed. The 3D model for the pantograph was then built and the simulation was performed by using virtual prototyping technology to ensure superior performance of the optimized pantograph. The fatigue test of pantograph-insulator system was performed under two operating conditions: Electric pantograph lifting and real train operation. Fatigue test results validated the stability of the optimized pantograph system.     

城市轨道交通快、慢车仿真研究

介绍广州市轨道交通14号线的列车运行仿真,根据行车、车辆等专业资料,对快、慢车运营模式进行仿真分析,特别是针对远期高峰时刻列车开行比例进行模拟仿真,验证信号系统是否能满足不同信号制式下行车专业要求的快、慢车能力、最小追踪间隔等性能指标,并提出合理化建议。     

铁路客车空调实时负荷分析方法

探讨了铁路客车空调变工况特点,提出了铁路客车空调实时负荷计算方法,介绍了铁路客车空调实时负荷计算软件,并以京沪高速铁路客车空调为例分析了实时负荷特点,为京沪线铁路客车空调系统的优化、运行阶段空调系统的节能及车内参数的精确控制提供基础数据。     

列车轮对测量机液压系统设计与应用

通过分析列车轮对几何参数的测量需求和控制时序特征,设计了列车轮对测量机液压控制系统。针对列车轮对存在偏载的实际工况,探讨了基于位置同步调节控制的双缸升降液压回路的设计方法。通过生产实际运行结果表明：所设计的列车轮对测量机液压系统在轮对几何参数测量过程中,工作稳定可靠,并且能够有效消除列车轮对偏载对测量机正常运行所产生的不利影响。     

装载作业装置系统的机电液联合仿真分析

论文的研究对象定位为某装载机的载装作业装置,建立关于动臂油缸方面的数学模型,并利用负载传感器技术创建闭环控制系统,采用Matlab与Adams联合仿真技术进行机电液系统的一体化运动控制仿真,在规划运动路径和选取闭环控制算法的基础上,最终达到实时控制载装作业装置的定角度运动.研究结果表明建立在仿真原件接口基础上的仿真与协同建模可以有效对机电液系统控制的特性形成支持.     

Force Feedback Coupling with Dynamics for Physical Simulation of Product Assembly and Operation Performance

Most existing force feedback methods are still difficult to meet the requirements of real-time force calculation in virtual assembly and operation with complex objects. In addition, there is often an assumption that the controlled objects are completely free and the target object is only completely fixed or free, thus, the dynamics of the kinematic chain where the controlled objects are located are neglected during the physical simulation of the product manipulation with force feedback interaction. This paper proposes a physical simulation method of product assembly and operation manipulation based on statistically learned contact force prediction model and the coupling of force feedback and dynamics. In the proposed method, based on hidden Markov model(HMM) and local weighting learning(LWL), contact force prediction model is constructed, which can estimate the contact force in real time during interaction. Based on computational load balance model, the computing resources are dynamically assigned and the dynamics integral step is optimized. In addition, smoothing process is performed to the force feedback on the synchronization points. Consequently, we can solve the coupling and synchronization problems of high-frequency feedback force servo, low-frequency dynamics solver servo and scene rendering servo, and realize highly stable and accurate force feedback in the physical simulation of product assembly and operation manipulation. This research proposes a physical simulation method of product assembly and operation manipulation.     

高速列车横风作用下的非定常气动载荷计算模拟

为模拟横风环境下高速列车所受气动载荷,选择Karman修正风速谱为目标谱,采用线性滤波法（AR模型）模拟了随列车移动点的脉动风速时程。基于风速风压关系,分析了气动载荷的计算方法,引入气动导纳函数,计算了高速列车横风作用下的非定常气动载荷,最后通过MATLAB编程实现非定常气动力的模拟。通过对列车运行速度70 m/s、平均风速为25 m/s工况下的脉动风速及非定常气动力的计算模拟,结果表明,风速时程能量主要集中在0~3 Hz频域段,与列车系统固有的一些振动频率相近,存在引起列车系统共振、引发倾覆事件的可能。