驾驶员干预下的爆胎车辆瞬态特性仿真分析

通过在原有对低气压轮胎试验的基础上,对Dugoff理论轮胎模型进行相应的改进,在Matlab/Simulink软件中建立爆胎轮胎模型.使用车辆动力学软件CarSim进行整车动力学建模,通过CarSim与Simulink对爆胎整车进行动力学联合仿真.仿真结果表明,车辆后轮发生爆胎较前轮爆胎偏航程度更严重.考虑了驾驶员干预...     

基于LTR动态预测的重载车辆防侧翻滑膜控制研究

为改善重载汽车的主动防侧翻能力,提出基于LTR动态预测的重载汽车防侧翻差动制动控制方法.针对重载汽车的实际干扰,将其简化为三自由度重载车非绊倒型侧翻动力学模型,以最大横向载荷转移率为控制 目标,融合差动制动控制原理设计了可动态预测重载汽车侧翻且主动防侧翻的ABS差动制动控制方法;应用滑膜控制实时调控差动制动系统制动力,...     

适用于制动工况下的轮轨低黏着改进模型

针对轨道车辆制动工况下的低黏着特性,分析防滑控制作用下制动力调节引起轮轨间黏着变化和改善的原因;基于滑动功率和滑动能对Polach黏着模型进行改进,并考虑各轴随位置不同的黏着修正,给出适用于制动工况下的轮轨低黏着模型;基于Matlab/Simulink和AMESim的联合仿真,进行紧急制动工况下的制动防滑控制仿真分析,...     

车辆动力学模型与ATO关键参数计算分析

车辆动力学模型是列车在运行过程中的一种数学状态模型,通过分析列车运行状态、测速定位误差、空转/打滑、牵引/制动特性及操作滞后延时等影响因素,根据不同的控制目标建立分步迭代计算、车辆传递函数和受控自回归滑动平均3种车辆动力学模型.同时为了提高列车控制性能,对ATO系统中的一些时变关键参数进行分析和校正补偿.最后通过传递函数模型对PID (Proportion Integration Differentiation)速度控制器的控制参数进行理论整定的应用,说明车辆动力学模型为ATO控制算法提供被控对象的数学理论基础具有重要价值.     

基于非线性车辆模型的行驶状态与路面附着系数估计

路面状况和行驶状态的准确识别是车辆安全行驶和主动控制的重要依据。为了验证车辆行驶状态和路面附着系数估计的有效性,建立了包含Dugoff轮胎模型的四轮三自由度整车仿真模型,提出了基于扩展Kalman滤波理论的车辆行驶状态与路面附着系数估计算法。车辆在设定的双移线路面附着系数分别为0.8、0.7、0.6的工况下进行仿真,对比车辆的运动状态和车辆转向输入激励的趋势的一致性,验证了该模型的合理性。结合该模型计算出的Dugoff轮胎模型纵向和侧向归一化力,通过Matlab编程实现扩展卡尔曼算法估计,算法估算得到的汽车行驶状态参量和路面附着系数与仿真值进行对比。通过结果对比表明,车辆行驶状态估计值与Simulink数值解的均方根误差(RMSE)指标最大值不大于0.03,由于轮胎与路面是动态接触,路面附着系数呈上下波动状,实现了对车辆行驶状态参量和路面附着系数的实时估计,为重型车辆稳定性控制提供了理论基础。     

重载机车车辆调车连挂冲击特性分析

机车车辆轴重的提高和列车编组数量的增加会导致调车连挂冲击中的纵向冲动显著增大,从而带来一系列安全隐患。通过构建摩擦缓冲器动力学修正模型、车辆冲击动力学模型及车体—钩缓—车体串联模型等,研究了不同制动状态及不同阻抗特性缓冲器组合对车辆纵向冲动的影响。结果表明:缓冲器动力学修正模型能较好地模拟机车车辆调车连挂冲击中的缓冲器特性,以及制动阻力作用下的车钩力变化;车体—钩缓—车体串联模型能较好地模拟装配不同阻抗特性缓冲器的机车车辆连挂组合的冲击,对缓冲器的合理选用具有一定的理论指导价值。     

风载对高速列车蛇行运动稳定性影响

采用空气动力学和车辆动力学2种分析方法，建立考虑横风作用的高速列车空气动力学模型，分析不同风速及车速条件下列车所受的气动载荷特性变化规律；建立车辆-轨道耦合动力学模型，对高速列车在不同风速横风和轨道不平顺组合作用下头车、尾车和中间车的蛇行失稳临界速度、蛇行振动极限环幅值、蛇行振动频率、蛇行失稳特征等进行对比分析。结果表明：高速列车通过横风区段时产生的气动载荷对其蛇行失稳临界速度有明显影响，头车的蛇行临界速度较无风时明显下降，尾车及中间车的降幅次之；无风与风载工况下车辆的蛇行失稳形式存在本质区别，无风工况下车辆易发生二次蛇行，风载作用下车辆易发生一次蛇行；风载作用下，车辆发生蛇行失稳的最不利工况为较大的等效气动横向力和较大的气动升力共同作用的组合工况；风载和轨道不平顺的持续时间对车辆蛇行运动极限环振动幅值会产生影响，因此在评估高速列车在大风工况下的运行安全性时，有必要考虑实际的风载和轨道不平顺激励的大小和持续时间。     

胶轮轻轨车辆的轮胎力学模型及其仿真分析

介绍了胶轮轻轨车辆的轮胎分类及其构造。通过对轮胎的力学特性、轮胎力学模型的分析,运用"MF"模型在Simulink软件环境中建立了轮胎力学模型,并分别在转向、制动两种工况下对模型进行了仿真分析。阐述了轮胎侧偏角和纵向滑移率对轮胎力的影响。     

制动工况下车辆的动力学分析

以我国主型货车C62A车为研究对象,以制动工况下车辆的动力学响应为研究内容,用动力学分析软件ADAMS/Rail建立仿真分析模型,通过制动与匀速工况车辆与安全性相关参数变化情况的对比,得出施加制动力会影响车辆安全运行的结论以及影响的情形.     

基于遗传算法的重载列车驾驶策略研究

针对重载列车在长大下坡道运行时需采取循环制动来保证列车安全运行的难点问题,通过分析重载列车动力学模型和操纵要求,研究了一种基于遗传算法的列车驾驶策略。首先,基于线路数据和列车编组数据,对重载列车运行过程进行了动力学模型的建立;然后以操纵要求建立约束集,设计了以工况(制动和制动缓解)转换点为编码对象的驾驶策略生成算法;最后选取朔黄铁路一段长大下坡道实际线路数据,仿真得到最优的工况转换序列,并生成列车驾驶曲线。分析仿真驾驶曲线与指导驾驶曲线速度的均方根误差以及速度误差的期望和方差,表明该方法是可行的。     

制动工况车辆的动力学分析

以我国主型货车Ｃ６２Ａ车为研究对象，以制动工况下车辆的动力学响应为研究内容，用动力学分析软件ＡＤＡＭＳ／Ｒａｉｌ建立仿真分析模型，通过制动与匀速工况车辆与安全怀相关参数变化情况的对比，得出施加制动力会影响车辆安全运行的结论以及影响的情形。     

高速列车机电一体化控制仿真与分析

根据直接转矩控制理论和车辆系统动力学理论,综合圆形磁链控制和六边形磁链控制的优点,考虑了车辆机械传动系统,建立全速度下高速列车机电一体化控制仿真模型。并针对某高速动车组进行仿真,同时考虑列车起动阻力和运行阻力,分析了在牵引加速、匀速运行、制动减速工况下列车电气和机械部分的状态。仿真结果表明:所建立的系统具有良好的动态和静态性能,能够将车辆电气部分和机械部分充分结合到一起,实现对牵引传动系统的优化控制,仿真方法可用于高速列车机电一体化的深入研究。     

城轨车辆介入式控制装置设计与应用

在降本增效的大趋势下,城市轨道交通的能耗问题日益突出.文章通过分析城轨车辆的牵引/制动控制方式及区间运行工况,提出一种列车自动驾驶模式下车辆介入式控制装置,可减少列车牵引时长,增加惰行控制,达到降低列车牵引能耗的目的.     

C62A型货车动力学仿真

应用美国ＡＡＲ的ＮＵＣＡＲＳ程序对货车建立三辆车模型并进行动力学仿真计算，分析了模型在各种不平顺组合条件下和曲线通过的系统动力响应。同时，为分析制动 工况时车轮制动力矩和两端车钩力对货车运行安全性的影响，对制动工况下的动力学响应进行了分析，并与匀速工况进行对比，得出了相应的结果。最后，从几何关系的角度 初步分析车辆的横向振动对纵向力求解结果的影响。     

商用车辆在长大下坡时制动失效及控制研究

长大下坡制动失效时的控制研究对商用车辆安全行驶至关重要。为了使商用车辆在长大下坡制动时能够满足ECE制动法规的要求,提出了基于商用车辆剩余制动性能分析方法和制动器Bang-Bang策略的ABS控制算法。通过动力学的理论分析和硬件在环测试试验,研究了商用车辆在制动失效工况下有、无ABS控制器对剩余制动性能的影响。结果表明:无ABS车辆,在制动失效工况下均不满足ECE法规要求;硬件在环试验表明虽然存在等同实车的硬件系统带来的时滞,但提出的控制算法对车辆剩余制动性能控制依然有效可行。     

汽车转向系统操纵性与稳定性协同最优控制研究

运用汽车二自由度模型对车辆进行主动前轮转角控制,针对车辆稳定性设计了LQR控制器,采用Carsim与Simulink联合仿真,在双移线工况下验证了控制器的可行性。通过大量仿真与系统分析,得到LQR参数与车辆稳定性的定性关系。在这一研究的基础上,设计了同时考虑车辆稳定性与操纵灵活性的协同控制器,采用同样的仿真方法,验证了协同控制器的优越性。结果表明,LQR控制可以提高车辆的稳定性;LQR控制器参数与车辆稳定性存在一定的相关性;协同控制器在LQR控制器的基础上可以起到折衷车辆稳定性与操纵灵活性的作用,为车辆控制器的设计提供了参考。     

胶轮地铁柔性系数计算及其适用性分析

胶轮地铁车辆拥有三系悬挂系统和胶轮、钢轮两套走行系统，钢轮作为安全轮仅在爆胎和过岔工况起作用，正常行驶时，钢轮与钢轨未接触，故以往推导的轨道车辆柔性系数计算公式不适用于胶轮地铁车辆。针对胶轮地铁与铁道车辆走行系统的差异，本文根据UIC 505-5规程中柔性系数的定义，推导出胶轮地铁车辆的柔性系数计算公式，并利用多体动力学软件ADAMS建立胶轮地铁车辆的“车辆-轮胎-轨道梁”耦合动力学仿真模型进行仿真验证公式的正确性，计算结果与仿真结果较接近。胶轮地铁车辆在AW5工况停在超高率为11.15%的倾斜轨道上时，柔性系数的值最大且超过UIC 505-5规程中柔性系数限定值0.4，但通过轮胎受力和轮重减载率判断胶轮地铁车辆此时处于安全状态，未发生倾覆。研究结果表明：推导的柔性系数计算公式与仿真结果具有良好的一致性，但是由于胶轮地铁车辆与常规轨道结构上的明显差异，在AW5工况时沿用UIC 505-5规程中对柔性系数的限定值以及采用柔性系数评价胶轮地铁车辆的抗倾覆能力并不适用。     

道路表面特性突变对车辆安全性的影响仿真分析

为了探究车辆在经过路面附着系数变化路段时的行驶安全性,基于ADAMS/CAR建立人-车-路仿真系统,仿真模拟车辆在经过路段积水区域与隧道出入口附着系数较低路段的行驶状况,依据车辆动力响应指标,分析车辆在经过附着系数变化路段时的车辆安全性,提出相应的安全驾驶对策。仿真结果显示:在大半径曲线路段,轮胎单侧或交替经过积水区域比经过全段积水区域时可能更安全些,驾驶员应及时向积水相反方向转动方向盘有利于驾驶安全;车辆在减速驶入隧道和加速驶出隧道时,车辆加速度与路面附着系数对车辆安全行驶状态影响较大。因此建议驾驶员在隧道出入口制动与加速不要过快,进入隧道时应该提前减速,出隧道时不要急于加速或者匀速驶出隧道。     

HX_D1组合列车牵引与电制动模型的验证

为了验证重载列车牵引与电制动模型可靠性,以HX_D1型8轴9 600kW电力机车为研究对象,使用列车空气制动与纵向动力学联合仿真系统(TABLDSS)分别对惰行、牵引和电制动工况下的速度、车钩力等参数进行仿真计算并与试验比较。结果表明:车辆运行基本阻力模型在惰行工况下能够很好的模拟列车瞬时速度变化,最大误差0.9km/h;上坡道牵引工况下的仿真速度与试验最大误差在±1km/h内,第4车车钩力最大误差3.2%;下坡道制动工况下仿真速度误差0.8km/h,第4车车钩力最大误差3.7%,证明了建立的车辆运行基本阻力、牵引与电制动模型是准确的。     

基于自适应模糊滑模的列车精确停车制动控制算法

针对高速列车自动驾驶系统精确进站停车问题,基于列车动力学模型和列车制动系统模型,设计1种自适应模糊滑模控制器,通过模糊切换以补偿列车运行过程中受到的基本阻力、线路附加阻力以及外部未知随机扰动等非线性扰动的影响。根据滑模控制理论,利用列车运行过程中的状态偏差,设计基于跟踪误差的等效控制器,以求解列车制动等效控制量;考虑外部扰动,基于优秀司机驾驶经验的模糊推理规则,设计切换控制器,以得到精确控制量。采用本文控制算法对列车制动过程进行仿真验证,并与传统的PID控制和基于指数趋近律的滑模控制进行对比。结果表明:在考虑附加阻力和外部扰动情况下,自适应模糊滑模控制器能够柔化非线性切换控制信号,削弱滑模控制固有的抖振现象,实现对参考轨迹的精确跟踪,并最终实现精确停车;即使在列车制动系统实际控制输出出现偏差时,设计的控制器仍能控制列车精确跟踪参考制动曲线。