考虑冲击限制和响应下列车参考速度仿真模型

为提升地铁列车参考速度仿真模型的可靠性,对列车运行速度计算的影响因素进行分析,在常规列车参考速度仿真模型基础上建立一种改进模型.常规参考速度仿真模型通常将列车响应加速度直接等效为给列车的指令加速度,在改进模型中综合考虑了该过程中地铁列车牵引/制动系统对指令加速度的冲击率约束处理和响应加速度的动态实现过程.应用该模型对哈尔滨地铁列车的参考速度进行了仿真分析,并将常规模型、改进模型的计算结果与实测数据进行对比.结果表明:与常规模型相比,通过改进模型获得的参考速度计算结果与实测数据具有更高的吻合度.列车参考速度是自动驾驶系统跟踪控制的基本参数,在常规模型基础上考虑指令加速度冲击限制和响应过程可提高计算精度.     

城市轨道交通列车牵引计算与仿真

地铁列车运行状态分析、计算是确定地铁列车牵引电机功率及其牵引供电系统容量的需要。根据地铁列车的运行状态建立了列车牵引计算模型,在Matlab仿真平台上编写了地铁列车多种运行工况下的仿真程序,并通过算例验证了列车牵引计算模型的正确性。     

基于模糊控制的高速列车运行控制系统研究

列车运行控制系统是保证列车安全、高速和高效运行的重要设备,根据列车在铁路线路上运行的客观条件和实际情况,对列车运行速度进行监督、控制和调整。高速、舒适是世界铁路发展的主要目标和方向,开发高效的高速列车运行控制系统势在必行。本文首先分析高速列车运行的控制问题,建立了高速列车运行的动力学模型,以给定的牵引和制动特性曲线得到参考速度曲线,将模糊控制技术应用于列车的运行控制中,实现了高速列车运行速度的智能控制。在Simulink中进行仿真研究,仿真结果表明,采用模糊控制的控制系统能确保列车实际运行速度很好地跟踪给定速度,系统的鲁棒性良好。     

New generation traction power supply system and its key technologies for electrified railways

Unlike the traditional traction power supply system which enables the electrified railway traction substation to be connected to power grid in a way of phase rotation, a new generation traction power supply system without phase splits is proposed in this paper. Three key techniques used in this system have been discussed. First, a combined co-phase traction power supply system is applied at traction substations for compensating negative sequence current and eliminating phase splits at exits of substations; design method and procedure for this system are presented. Second, a new bilateral traction power supply technology is proposed to eliminate the phase split at section post and reduce the influence of equalizing current on the power grid. Meanwhile, power factor should be adjusted to ensure a proper voltage level of the traction network. Third, a segmental power supply technology of traction network is used to divide the power supply arms into several segments, and the synchronous measurement and control technology is applied to diagnose faults and their locations quickly and accurately. Thus, the fault impact can be limited to a minimum degree. In addition, the economy and reliability of the new generation traction power supply system are analyzed.

     

A power-quality monitoring and assessment system for high-speed railways based on train-network-data center integration

In recent years, with the rapid development of high-speed railways (HSRs), power interruptions or disturbances in traction power supply systems have become increasingly dangerous. However, it is often impossible to detect these faults immediately through single-point monitoring or collecting data after accidents. To coordinate the power quality data of both traction power supply systems (TPSSs) and high-speed trains (HSTs), a monitoring and assessing system is proposed to access the power quality issues on HSRs. By integrating train monitoring, traction substation monitoring and data center, this monitoring system not only realizes the real-time monitoring of operational behaviors for both TPSSs and HSTs, but also conducts a comprehensive assessment of operational quality for train-network systems. Based on a large number of monitoring data, the field measurements show that this real-time monitoring system is effective for monitoring and evaluating a traction-network system.

     

全尺寸单轮对滚动试验台设计

提出了一个新的试验台设计方案,用来解决目前轮轨系统缺乏试验手段的问题.该试验台可用于新型踏面外形的评价性试验,轮轨摩擦控制剂的性能试验,轮轨材质在特殊激励下的评定试验以及对轮对关键部件的性能试验等.本文对试验台关键部分的结构设计进行了介绍.     

基于电压前馈解耦的地铁永磁同步电机矢量控制研究

针对传统矢量控制系统中电流环使用PI调节器忽略交直轴电流耦合的问题,采用以d-q轴反馈电流和反馈速度为输入的电压前馈解耦单元,并将经过d-q轴电流调节器的输出作为补偿电压,与电压前馈解耦单元构成复合控制系统。在MATLAB/SIMULINK仿真软件下,搭建永磁同步电机矢量控制系统和电压前馈解耦模型,仿真分析在地铁牵引、惰行、制动3种工况下有负载扰动时的运行情况。仿真结果表明:与传统PI控制器相比,基于电压前馈解耦的PI控制器能使系统具有更好的动态性能。     

考虑车网耦合的地铁供电系统潮流计算研究

针对既有地铁牵引供电系统离线潮流计算模型无法有效描述实际地铁线路上多车运行情况时的车网电耦合现象,文章建立地铁供电系统车网在线电耦合仿真模型,分析列车运行时车对牵引网的影响,以及实际系统中多车运行时网压波动对列车牵引性能的影响,提出一种基于HLA的车网耦合仿真架构,并对某实际地铁线路进行车网电耦合仿真。仿真结果表明:与传统的离线潮流计算模型相比,所提出的车网电耦合仿真计算模型能更准确地反映实际牵引网的网压动态变化和潮流分布,以及网压波动对列车运行的影响,而且算法的收敛性好。     

换档干预的牵引力控制系统硬件在环试验

在已有牵引力控制系统的基础上,提出面向牵引力控制的自动变速器档位干预策略,搭建了软硬件在环试验平台,进行了典型附着路面台架试验。试验结果表明:基于发动机、变速器和制动联合调节的牵引力控制系统能够有效改善汽车在弱附着地面的加速性能。     

Communication simulation of on-board diagnosis network in high-speed Maglev trains

The on-board diagnosis network is the nervous system of high-speed Maglev trains, connecting all controller, sensors, and corresponding devices to realize the information acquisition and control. In order to study the on-board diagnosis network’s security and reliability, a simulation model for the on-board diagnosis network of high-speed Maglev trains with the optimal network engineering tool (OPNET) was built to analyze the network’s performance, such as response error and bit error rate on the network load, throughput, and node-state response. The simulation model was verified with an actual on-board diagnosis network structure. The results show that the model results obtained are in good agreement with actual system performance and can be used to achieve actual communication network optimization and control algorithms.

     

城市轨道交通牵引供电系统综合平台设计与研究

牵引供电系统是城市轨道交通的关键基础设施。其限额供电能力、健康状况和负荷优化是实现智慧地铁的重要一环。基于现有地铁运维数据,集成现有成熟牵引供电专业软件,对上海地铁某号线进行了建模、仿真和预运行诊断,并对系统安全、运营能力和能耗成本3方面进行了分析和评估。仿真结果表明,该综合平台可以显著提升轨道交通供电系统的供电网络化和数字化水平,增强轨道交通供电系统的灵活性、可靠性和安全性。     

轨道交通行业的节能减排方法

运用六顶思考帽的思维方式分析并确定地铁节能的管理技术,通过对上海地铁2号线列车运行等级与能量消耗之间的测试分析表明,在保证安全的前提下略微降低列车旅行的速度,可以大幅度降低能耗.     

Analysis of rail potential and stray current in MVDC railway electrification system

In contrast to the conventional direct current railway electrification system (DC-RES), the medium voltage direct current (MVDC)-RES is considered promising for long-distance high-speed corridors. In the MVDC-RES, traction substations (TSSs) are placed much farther and train loads are much heavier than in the conventional DC-RES. Hence, the MVDC-RES brings a drastic change in catenary voltage, TSS spacing, and train loading, which affects rail potential and stray current. In this connection, this work performs some significant quantitative analysis of rail potential and stray current in the MVDC-RES environment. An MVDC simulation model is proposed and different grounding schemes are analyzed for a single-train and two TSSs scenario as well as for a multi-train multi-TSS scenario. According to the simulation and analysis, the maximum values of rail potential and stray current at MVDC-RES distances and the maximum safe distance between adjacent TSSs are determined.

     

地铁列车荷载的仿真模拟

地铁列车荷载模拟是进一步研究地铁振动的先决条件.针对轨道不平顺法在精度上的不足和车辆/轨道耦合模型在计算上的困难,建立列车荷载简化模型.在Simulink中仿真得到地铁列车荷载变化曲线,通过快速傅里叶变换分析列车荷载的频率成分,从而得到地铁列车荷载的模拟表达式.采用该分析方法所建的模型简单、计算速度快,同时也比不平顺法有更高的可靠性,可以满足一般性研究的需要.     

传动系参数和控制参数对并联混合动力轿车性能的影响

以Matlab/Simulink环境下的ADVISOR软件为仿真平台,通过二次开发和建模,研究了并联混合动力轿车传动系参数和控制参数对整车动力性和经济性的影响,并在混合动力试验台架上进行了验证。结果表明:传动系参数对整车动力性和经济性有着决定性的影响,参数混合度R取值越大,经济性越好;控制参数中的电量控制参数对整车经济性的影响相对显著;特定试验工况循环下,只要电池系统匹配合理,SOC值就能够维持在一定的水平。     

沙漠仿生轮胎与普通轮胎牵引性能的对比试验

沙漠仿生轮胎是根据仿生学原理设计和研制的模拟骆驼蹄与沙地作用方式的一种新型轮胎。根据轮胎牵引性能指标,在车辆行走机构-沙地试验台上对沙漠仿生轮胎和普通轮胎的牵引性能进行了对比试验。研究结果表明,沙漠仿生轮胎比普通轮胎具有更好的牵引性能和沙漠通过性能。     

基于目标控制器的四轮驱动汽车沙地牵引力控制系统

针对车辆在实际沙地上行驶的特点,应用将PI控制与门限控制联合起来的控制方法设计了沙地牵引力控制油门控制系统。在某沙矿场的沙地上进行了基于目标控制器的汽车直线行驶牵引力控制实车道路试验。试验结果表明:采用PI控制和门限控制建立的油门控制系统能够消除驱动轮的过度滑转,防止驱动车轮在沙地上下陷,从而减小汽车行驶的推土阻力,提高汽车在沙地上的通过性和牵引性。     

类金刚石薄膜挺柱的制备与性能

采用磁控溅射的方法,利用氩气和甲烷为气源,在中国第一汽车股份有限公司自主研发的发动机配气机构的挺柱上制备类金刚石(DLC)薄膜。利用摩擦磨损试验机和发动机配气机构试验台架,研究了DLC涂层挺柱的摩擦学行为及其对发动机节能的影响。试验结果表明,在边界润滑条件下,DLC涂层挺柱的摩擦因数比原零件降低67%,抗磨损性能大幅度提高;在实际使用工况下,配气机构的摩擦损失降低6%。DLC涂层零件可以降低发动机摩擦损失,适用于汽车低碳技术路线。     

高铁自动过分相过电压机理与抑制方法研究

高铁通过电分相时,主断路器切断动作会产生牵引变压器过电压,对牵引网及车载设备具有较大危害. 分析了CRH2型动车组过分相时产生过电压的机理,利用SIMULINK建立了动车组牵引传动系统模型,研究了高铁过分相运行状态及电路特性,提出基于RC吸收法治理措施及其优化参数设计. 同时,还研究了合闸电压初相角对过电压的影响,提出了基于自动准同期装置控制合闸相位角的过电压治理方案,为高铁过分相时牵引变压器过电压的抑制提供了理论依据与工程指导.     

基于快速成型技术的牵引力控制系统

介绍了采用快速成型技术开发牵引力控制系统的过程。从缩短开发周期角度出发,建立了包括计算机仿真、硬件在环试验和道路试验在内的快速成型技术。从实用角度出发,设计了控制算法原型,并根据车辆配置建立了驱动动力学模型。在完成控制系统硬件研制的基础上,建立了快速开发平台。将该快速成型技术应用在某试验样车上,在完成计算机仿真、硬件在环试验和道路试验的基础上实现了牵引力控制系统的快速开发。