沙尘暴环境下的高速列车运行安全分析

基于车辆-轨道耦合动力学和空气动力学提出了一种计算沙尘暴环境下高速列车运行安全的半耦合求解方法。首先,利用流固耦合联合仿真方法计算横风下高速列车的平衡状态;然后,获取沙尘暴作用下的平衡状态;最后,计算气动力作用下的车辆-轨道耦合动力学响应。这种方法兼顾了计算效率和流固耦合效应2个方面。基于此方法研究了不同沙尘暴环境下高速列车的动力学性能,结果表明:列车安全性指标均随着车速的增大而变差,随着沙尘暴强度的增大而变差;轮轴横向力、脱轨系数和轮重减载率出现了超过规定限值的现象,而轮轨垂向力相对较难超标。     

脉冲干扰时滞复值神经网络的稳定性分析

为分析脉冲干扰因素对复值神经网络动态行为的影响,研究一类具有混合时滞和脉冲干扰的复值神经网络的平衡点的全局指数稳定性.在假定神经元状态、激活函数以及关联矩阵定义在复数域的情况下,利用M矩阵理论、向量Lyapunov函数法以及数学归纳法,分析确保该系统平衡点的存在性、唯一性以及全局指数稳定性的充分条件,并给出了指数收敛率,最后通过一个数值仿真算例验证了所得结论的正确性.结果表明:时滞和脉冲干扰均会降低神经元状态的指数收敛速度,所建立的稳定性判据推广了现有结论.     

执行器有时滞的馈能式主动悬架的鲁棒控制

车辆用的馈能式主动悬架系统具有不确定参数,而且执行器有时滞.为了保证其稳定性、减振性和能量回收性能,我们提出了一种保成本/H∞鲁棒控制器设计方法.对车辆悬架系统性能方面的要求,用二次型加权性能指标和H∞性能指标反映.定义了一个Lyapunov函数代表这两个性能指标;根据这个Lyapunov函数,把闭环系统设计问题转化为一组线性矩阵不等式以求解控制器.根据直流电机工作原理,分析了参数摄动和执行器时滞对系统能量平衡的影响,推导出了能量平衡方程.最后对二自由度1/4车悬架模型进行了仿真;结果表明:对一定范围内的参数摄动和有界时滞,悬架系统在有效减振的同时,实现了能量的回收.     

考虑前后信息的车辆跟随自适应控制

为了增进自动化公路系统车辆控制系统的工作性能,考虑前后车辆信息,研究具有参数不确定性的车辆纵向跟随控制.假定被控车辆能获得前后相邻车辆及车队领头车辆的状态信息,基于车辆纵向动力学模型,采用固定期望车辆间距跟随策略,设计了车辆纵向跟随直接自适应滑模控制规律;应用Lyapunov函数方法和M-矩阵知识,对车辆跟随系统的渐近...     

亚晶格工程与新型“半晶态”热电化合物结构-性能关系研究进展

热电材料作为新型的清洁能源材料,在固态制冷和余/废热回收等领域有着广泛的应用前景。随着研究的逐步深入,热电化合物从简单的一元和二元组分的晶态体系逐渐转向多元复杂体系。多元类金刚石化合物以及具有明显亚晶格特征和层级化学键的化合物及其衍生物,在原子尺度上表现出复杂的晶态-非晶态共存行为,并产生了新颖的输运效应,这些都为电-热输运新效应和热电材料新体系探索提供了广阔的空间。综述了近年来在亚晶格工程思路下新型"半晶态"热电化合物的结构设计、热电性能调控以及亚晶格尺度上微结构精细表征方面的研究进展,并讨论了晶态-半晶态亚晶格结构与化合物热电性能的关系。     

燃料电池有轨电车能量管理Pareto多目标优化

节能环保的出行方式得到政府的大力推广, 其中燃料电池混合动力有轨电车由于可无网运行且节能环保而备受关注.为了改善燃料电池/超级电容/动力电池大功率有轨电车的燃料经济性与系统耐久性, 提出一种有轨电车能量管理策略(Energy management strategy, EMS)的多目标优化方法. 首先以氢燃料消耗量和能量源性能衰减率作为评价指标, 建立多目标成本函数. 由于两个指标很难在同一个等式中评价, 设计了基于状态机与非支配排序的能量管理Pareto多目标优化方法, 获得了有轨电车能量管理策略Pareto非劣解集, 并分析了能量管理策略的目标功率参数对性能指标的影响规律, 进而遴选出兼顾燃料经济性与系统耐久性的综合最优解. 结果表明, 与功率跟随策略和基于遗传算法优化策略相比, 该能量管理优化方法的燃料经济性分别提高了29.4 %和2.4 %.     

基于向量Lyapunov函数和LMI的大系统分散镇定

基于线性关联大系统的比较方程稳定性判据，给出了一种完全解耦的子系统控制器设计方法．该方法通过构造一个向量Lyapunov函数来满足比较方程的稳定性要求，并将控制器的设计转换为一组线性矩阵不等式的求解，进而对大系统进行镇定．由于各子系统控制器的设计可独立进行，相较于加权Lyapunov函数方法，该方法降低了控制算法的计算量和难度．仿真结果表明了该方法的可行性和有效性．     

热电材料高通量实验制备与表征方法

高通量材料实验旨在利用较少的实验次数快速获得成分-物相-结构-性能之间关系, 筛选出组分最优的材料体系, 目前已在超导材料、荧光材料以及巨磁阻材料等方面有较多应用。热电材料是可以实现热能和电能直接相互转换的功能材料, 在温差发电和废热利用等领域有着重要的应用价值, 但热电材料的传统实验制备与表征方法存在着实验周期长和效率低等问题。因此, 将高通量实验的方法和理念引入新型热电材料的研发和优化具有重要的理论和实际意义。本文主要总结和梳理了现有在热电材料实验研究中具有较好应用前景的高通量实验制备与表征技术, 包括高通量样品制备、成分-结构高通量表征、电-热输运性能高通量表征等, 并分析了各高通量实验技术在实验热电材料研究中的优势和局限性, 希望为今后热电材料高通量实验优化和筛选提供一定的参考。     

格栅对高速列车设备舱散热性能的影响

为研究在裙板不同位置增加格栅对高速列车设备舱散热的影响,建立3种不同设备舱的高速列车空气动力学模型,分别包括原始设备舱、裙板中间增加格栅的设备舱和裙板两端增加格栅的设备舱.基于三维不可压缩N-S方程和k-ε两方程湍流模型,利用FLUENT对250 km/h高速列车设备舱的温度场和流场进行模拟.对列车上行和下行时设备舱的流场与温度场进行分析,比较在不同位置增加格栅时设备舱内温度的变化.结果表明:在裙板不同位置增加格栅对设备舱内的温度场影响较大,在裙板中间增加格栅对头车和中间车设备舱的散热不利,建议在裙板两端增加格栅以更有利于设备舱散热.     

高速列车过隧道时的底板压力分析

基于空气动力学理论,建立列车通过隧道的模型,分析高速列车通过隧道时底板的压力.采用FLUENT进行数值模拟,得到列车底板各个监测面的压力时程曲线,提取底板的最大正压、最大负压和压力幅值,研究其变化规律.结果表明：底板压力沿横向变化较小;底板压力梯度和压力幅值较大区域均位于底板靠近一位端转向架位置;在相同速度下头车底板最前端的压力幅值最大;列车头车、中间车与尾车底板压力最大幅值近似与列车速度的平方成正比.