Modelling,simulation and applications of longitudinal train dynamics

ABSTRACT

Significant developments in longitudinal train simulation and an overview of the approaches to train models and modelling vehicle force inputs are firstly presented. The most important modelling task, that of the wagon connection, consisting of energy absorption devices such as draft gears and buffers, draw gear stiffness, coupler slack and structural stiffness is then presented. Detailed attention is given to the modelling approaches for friction wedge damped and polymer draft gears. A significant issue in longitudinal train dynamics is the modelling and calculation of the input forces – the co-dimensional problem. The need to push traction performances higher has led to research and improvement in the accuracy of traction modelling which is discussed. A co-simulation method that combines longitudinal train simulation, locomotive traction control and locomotive vehicle dynamics is presented. The modelling of other forces, braking propulsion resistance, curve drag and grade forces are also discussed. As extensions to conventional longitudinal train dynamics, lateral forces and coupler impacts are examined in regards to interaction with wagon lateral and vertical dynamics. Various applications of longitudinal train dynamics are then presented. As an alternative to the tradition single wagon mass approach to longitudinal train dynamics, an example incorporating fully detailed wagon dynamics is presented for a crash analysis problem. Further applications of starting traction, air braking, distributed power, energy analysis and tippler operation are also presented.     

柴油机减压-排气复合缓速匹配试验研究

通过对柴油机独立减压缓速、排气缓速性能进行研究,获取了二者在循环工作过程中的作用区域和性能提升的影响因素,并以此为基础,组合二者最优方案形成了复合缓速系统,进一步分析独立缓速性能改进方法在复合缓速中的适用性,通过试验验证了改进策略的有效性。研究结果表明,复合缓速是一种有效的辅助缓速装置,合理匹配后可在柴油机运转转速范围内获得与柴油机标定功率相等的制动功率,同时柴油机排温仍然可控制在限值范围内。     

带阈值的广义双向细胞联想神经网络GCBAM及其稳定性质研究

在提出双向细胞联想神经网络CBAM的基础上，通过引入阈值概念，进而提出了广义双向细胞 联想神经网络GCBAM，研究了其平衡态，存在性质及其Lyapunov意义下的网络稳定性质。     

基于模糊逻辑推理的燃料电池客车再生制动控制策略

以燃料电池客车为研究对象,在分析城市公交客车制动特点的基础上,进行了制动能量回收的分析计算,提出了一种简单实用的再生制动控制策略的模糊化设计方法。道路试验表明,该设计具有明显的节能效果。     

移动荷载下路面结构应力响应分析

实际中汽车总是以一定的速度行驶在路面上,首先将汽车荷载简化为移动的均布荷载,借助大型有限元软件ABAQUS,利用三维动力有限元方法,分析了移动荷载下车辆正常行驶状态、慢速行驶及刹车情况时路面结构内部应力响应规律。分析结果表明,较低的速度将会使路面结构内部产生更大的应力,各应力分量与速度变化基本呈线性关系;刹车过程中在路表面产生的水平荷载对路表面层附近的水平剪应力影响相当大,在刹车较频繁区域,提高面层及其层间接触面的抗剪强度,可减少或防止推挤、拥包等病害的出现。分析结果可为路面结构设计和路面施工提供理论参考。     

再生制动技术在汽车中的应用

再生制动技术是一种有效的节能方式。传统的汽车制动,是将车辆的动能变为摩擦片的热能浪费了,而再生制动技术的目的就是使这部分能量储存起来再利用,此种技术节约了能源,并降低了废气排量。文章对再生制动技术进行了理论研究,分析了再生制动技术的节能原理;从传动方式和能量存储方式上对再生制动技术汽车的名称作出定义,同时对再生制动汽车的功率流进行了分析。指出再生制动汽车在达到回收制动能量目的的同时,具有很多优点,是当前汽车发展的方向。     

基于P1R3逻辑控制的车辆制动防抱死系统仿真研究

分析了车辆防抱死装置上广泛使用的P1R3逻辑控制算法，将这种逻辑门限控制算法与轮速计算中的精度自适应方法相结合，在不同路面附着系数下进行制动过程的动态仿真模拟，证实这种算法能满足防抱死制动控制的要求，尤其是在保证高速、低速的计算精度的同时，能有很好的低速控制实时性。     

车轮防抱死制动滑移模式控制律的理论研究

本文通过建立轮制动时的力学模型，运用现代控制理论中的滑移模式控制方法，对汽车防抱死制动控制律进行了理论分析与研究。     

电动微型客车的机电复合制动稳定性分析

建立电动微型客车机电复合制动的数学模型,并通过实例仿真分析不同驱动形式的机电复合制动稳定性。     

汽车ABS弯道制动的阶梯控制

提出了汽车ABS弯道制动的阶梯控制模型,在不同附着性能的路面上对该控制模型进行分析验证并与其它滑移率控制方法进行比较,分析表明该控制模型显著改善了汽车ABS弯道制动的制动性能,提高了汽车弯道制动的稳定性和保证了制动效能。