半实物列车制动系统仿真平台结构设计及空气制动模型解析

国内重载货运列车的迅速发展,对长大编组列车空气制动系统制动性能进行有效试验具有很大难度.基于每辆车制动相似性,以及整车空气波、制动波传递规律,建立了半实物列车制动系统仿真平台.在对采用典型空气制动机的小编组列车进行制动性能试验的基础上,建立了整列车的制动和缓解模型.采用气容充放气数学模型进行仿真计算,并结合修正函数进行实时修正,可实现半实物列车制动系统仿真平台的实时控制功效,为建立智能化试验平台打下较好的数学模型基础.     

动车组制动控制系统半实物仿真平台的设计与实现

为了给实际动车组制动控制系统的研发和技术改进提供测试和验证平台,在对制动控制系统原理及制动功能分析的基础上,以CRH2动车组中一动一拖基本制动单元为对象,通过分析制动控制装置的输入输出信号,完成了制动控制系统半实物仿真平台硬件系统的设计和构建,以及制动控制相关的所有功能软件的设计;并经过软硬件系统的联合调试,有效实现了列车制动过程的半实物仿真运行。试验结果表明,所设计平台能够模拟实际运行环境,能够准确而较为真实地反映动车组的制动控制性能,达到了预期目标。     

基于试验与仿真相结合的空气制动流体方程解析

国内重载货运列车技术发展迅速,尤其是新型货车制动机技术,对长大编组的列车而言,进行空气制动性能试验的难度也在增加。每辆货车制动机结构的特性和设计参数相同,并且单车试验性能一致,但在列车管初充气和制动缓解工况下气压传递过程有所不同。通过建立列车制动管路气压数学模型,结合单阀、单车实物试验,建立整列车关于制动工况和缓解工况的半实物仿真试验平台。半实物仿真试验平台要求仿真模型通过硬件接口进行实时控制,并根据试验采集的真实数据,对模型进行修正,确保建立的试验仿真模型合理与科学,并运用制动空气流体力学方程进行解析与求解。文章采用空气动力学偏微分方程组求解,运用特征线法和气容容积充放气模型进行解析仿真计算,结合修正函数进行实时修正,实现半实物仿真试验系统实时控制的功效,为建立智能化试验平台,建立理想的数学模型提供理论基础。     

轨道交通列车制动性能半实物仿真试验方法研究

随着铁路货车制动技术快速发展,新型控制阀不断涌现,列车编组辆数不断增加,传统的列车制动性能试验设备已经不能满足发展需要。引入计算机虚拟仿真技术,探索列车制动性能智能化试验方法及装备,是提升试验研究能力的必由之路。提出了基于虚拟仿真技术与实物试验台相结合的列车制动性能半实物仿真试验新思路。介绍了半实物仿真试验方法及技术方案、制动系统虚拟仿真模型建立、接口设备及控制系统研发、实物列车制动性能试验台研制及试验系统试验验证情况。     

城轨牵引系统半实物仿真与应用

文章基于dSPACE的实时仿真器构建了一套传动控制单元半实物仿真及测试系统,并在城轨牵引系统半实物仿真中得到了应用。针对各种实际工况,对现场真实牵引控制器进行了实时仿真测试及验证,仿真测试结果证明了仿真系统和模型的有效性,为产品现场验证、故障再现和回归测试提供了完善的软硬件平台,也为产品软件和硬件预研开发提供了便利环境。     

光伏逆变器半实物仿真平台实现

选择了dSPACE实时仿真器作为光伏逆变器半实物仿真系统的实现平台,采用CPU＋FPGA的硬件结构分别建立CPU和FPGA仿真模型,并通过光伏逆变器低电压穿越的半实物仿真波形与实际波形的对比,验证了所建半实物仿真平台的正确性和合理性。     

动车组防滑系统硬件在环仿真测试研究

为提高动车组防滑系统的设计与验证效率,运用硬件在环仿真技术,提出一种基于测试环境仿真建模模拟的防滑系统半实物仿真测试方法。在介绍防滑系统工作原理的基础上,建立了气路控制单元、车辆动力学及轮轨粘着等防滑测试环境仿真模型,完成了防滑系统硬件在环仿真测试平台的搭建,开展了动车组防滑系统仿真测试,并将结果与线路测试结果对比分析,证明了防滑系统硬件在环仿真测试平台的测试有效性,该平台的有效性评价指标均满足行业标准要求。     

一种用于CTCS半实物仿真系统的测试脚本语言

在CTCS半实物仿真系统上,构建一个替代人工的自动测试环境,能够极大地提高测试效率。而测试脚本语言是自动测试环境运行的基础。基于测试过程模型,设计一种适用于CTCS半实物仿真系统的层次化测试脚本语言。应用表明,该脚本语言能够衔接自动测试环境的各个模块,满足CTCS半实物仿真系统的自动测试需求。     

车轮防滑系统硬件在环仿真平台设计

针对车轮防滑系统设计了一种基于NI实时测试环境的半实物仿真平台,实现了车轮防滑系统硬件在环仿真测试,并通过仿真实例验证了所建平台的有效性。     

高速铁路移动通信系统WINNER信道性能分析

在对无线信道模型和铁路电波传播环境研究基础上,提出WINNER D2a信道模型是高速铁路无线信道的合适选择,并建立了高速铁路移动通信系统WINNER D2a信道半实物仿真平台。与传统的计算机仿真相比,半实物仿真平台具有更高的仿真性和实时性,并能在实验室对设备在高速铁路上的性能进行测试。在仿真平台上对不同移动速度、同频干扰、接收电平条件下的高速铁路移动通信系统的性能进行了仿真。分析结果表明:移动速度和同频干扰对系统性能影响非常大,而接收电平则对性能没有明显影响。最后探讨了改善系统性能的技术措施。     

CRH2型高速动车组制动系统硬件在环仿真平台研究

以CRH2型高速动车组制动系统应用对象,论述了基于dSPACE的硬件在环仿真平台的设计与实现。在分析了制动系统特点的基础上,提出了制动系统硬件在环仿真平台软硬件配置方案。有重点的介绍了被控对象模型的建模方法和过程,以及各分立模型在平台上的集成。最后针对特定型号的制动系统进行全系统仿真,并将结果与试验数据进行比较,以验证平台仿真的准确性。该平台为制动系统的控制器新产品开发、产品改进和升级提供了快速、有效的测试验证手段,具有很好的应用价值。     

CRH380B型动车组制动系统半实物仿真试验台MVB通信的实现

CRH380B型动车组制动系统半实物仿真试验台以头车制动控制器实物为核心搭建。为满足制动系统控制器地面运行所需的列车MVB网络环境,从MVB通信板卡驱动程序接口入手解决了LabVIEW软件中MVB通信问题,以此为基础完成了制动系统控制器外围MVB网络环境模拟。     

铁路车辆牵引主回路接地故障诊断与处理半实物仿真系统设计

针对铁路车辆牵引主回路接地故障诊断与处理功能测试需求，设计了一套半实物仿真系统。通过分析动力集中动车组牵引主回路正常情况及发生接地故障时的电压电流关系，建立牵引主回路模型和故障注入模型，并利用该动车组牵引控制单元对设计的仿真系统进行了实时测试与验证。测试结果证明了该半实物仿真系统及模型的有效性，既可以用于正常工况下牵引回路控制性能仿真，也可以用作故障诊断与处理功能的仿真测试，具有较高的应用价值。     

基于转向架控制的地铁车辆制动控制系统开发

城市轨道交通车辆制动控制策略管理是车辆网络控制的重点和难点。介绍了基于系统工程的车辆制动控制系统开发流程。转向架控制的地铁车辆制动控制系统开发基于模型的系统工程、V模式开发以及AUTOSAR架构等技术,并利用AMESim等软件进行建模仿真。开发了用于制动控制单元测试的半实物仿真试验台,有效地缩短了验证周期。     

新加坡电力蓄电池双能源工程车空电混合制动联调试验的仿真系统研究

机车空电混合制动条件下的制动系统测试是研制高性能制动系统的必要手段。通过构建机车的制动速度模型,利用MVB网络通信技术,应用虚拟仪器开发平台LabVIEW搭建了新加坡电力蓄电池双能源工程车空电混合制动联调试验的仿真系统。系统运行结果表明,这种仿真方法满足空电混合制动技术的试验要求。     

列车网络控制系统半实物仿真平台设计及应用

针对列车网络控制系统的功能测试需求,设计半实物仿真平台,描述了该网络半实物仿真平台的方案设计、具体实现方法以及应用过程。应用表明,所设计的仿真测试平台能够很好地解决现有测试方法存在的诸多问题,具有较强的技术性和创新性。     

基于AMESim的120型控制阀建模及制动性能仿真

文章以铁路货车120型控制阀为研究对象,基于AMESim仿真平台建立了整车空气制动系统仿真模型,采用定置试验台数据驱动仿真模型,通过分析制动级位和动态压力特性验证仿真模型的正确性。对比常用制动和紧急制动过程的仿真计算结果和测试实验,显示其动态压力特性曲线吻合较好,该仿真模型能够较好地表征控制阀的动态工作特性。     

基于模型的地铁车辆TCMS网络仿真测试平台设计

介绍了基于模型的TCMS网络仿真测试平台组成、模型的架构和建模原理,为TCMS系统与牵引系统、制动系统的各种闭环联合调试提供了必要的条件。     

微网半实物仿真平台的设计研究

介绍了微网半实物仿真平台的组成并搭建了基于dSPACE的微网系统半实物仿真平台,设计了微网小功率变流器,利用dSPACE实现了微网变流器的控制。实验结果验证了该仿真平台对微网系统研究工作的有效性。     

高速磁浮交通运行控制系统综合仿真试验平台

针对高速磁浮交通运行控制系统总体协同仿真试验和集成测试的需求，提出了通过数字化仿真和实物接口设备相结合的方式构建综合仿真试验平台的实现方案。按照高速磁浮交通系统特点、构成和基本原理，将磁浮列车动力学和运动学模型通过其目标线路模型所属分区属性与相应分区牵引系统模型进行车-地受力关联建模，以关联计算模型为核心扩展建立了包含车辆系统模型、车载运行控制接口、分区运行控制接口等在内的半实物仿真试验环境，接入被试运行控制系统设备，构成针对运行控制系统的闭环试验系统。同时，采用有线局域网组网形式实现车地无线通信仿真，为磁浮运行控制系统集成仿真试验提供网络互连测试环境。经实际项目的试验应用证明，该试验平台仿真功能完整、合理、有效，能够为高速磁浮运行控制系统提供功能全面、仿真程度高的测试和验证环境。