基于LabVIEW的地铁列车牵引制动模拟试验台设计

为了满足课堂教学和简单实验的需要，基于LabVIEW软件实现了地铁列车牵引制动模拟试验台的设计和搭建。试验台由计算机和模拟装置组成，其控制程序的开发通过LabVIEW软件编程实现。传感器信号由数据采集卡的输入端采集后输入计算机，经过分析计算得到控制指令，由串口和数据采集卡的输出端发送到执行机构。三相交流电机接收到变频器的控制指令后调整转速模拟牵引过程；直流电动推杆接收到程控电源的控制指令后模拟制动过程。试验台的实时运行状态由传感器采集后回传计算机，实现了试验台的闭环控制和状态监测。通过友好的人机交互界面和计算机的自动控制，实现了对地铁列车运行时的起动加速工况、惰行工况和制动工况的模拟。实践证明，模拟试验台运行稳定流畅，实现了数值仿真和实物模拟相结合的效果。     

地铁车辆制动电子控制单元试验台

介绍了地铁车辆制动系统的制动电子控制单元(BECU)试验台的构成、工作原理、主要功能及性能参数等,详细说明了数据采集、处理和控制等子系统。试验结果证明,该试验台实际操作易于上手,人机交互界面直观,运行可靠,完全能满足实际的测试需求。在对BECU测试过程中,该试验台能够精确进行各种信号模拟,完成气动等各种试验,还可用于模拟地铁车辆制动工况下对电子控制单元进行检测与辅助设计等。     

惰行和制动工况下重载列车曲线通过数值模拟

为了研究重载列车在惰行和制动工况下通过曲线时的轮轨接触特性,采用数值方法建立单自由度车辆和全自由度车辆混合的列车动力学模型,对比分析了惰行和制动工况下列车曲线通过时的运行安全性、车轮磨耗分布特征、轮轨滚动阻力特性影响。结果表明:考虑车钩负载效应和闸瓦贴靠车轮作用的列车模型在曲线制动工况下的轮轨横向力和脱轨系数指标均比惰行工况时略差,但轮重减载率指标几乎相当;由于制动时闸瓦压力增大了轮对的摇头约束,导致通过曲线时导向车轮磨耗功率的动态分布区域比惰行时更靠近轮缘处;制动工况下的牵引比率随曲线曲度线性变化的范围比惰行工况时大,且随着制动强度的增大,牵引比率也逐渐增大。     

一种空气制动牵引起动封锁功能的故障分析与改进

分析了某轨道交通地铁车辆空气制动牵引起动封锁功能的控制逻辑,指出了该控制逻辑存在的严重缺陷,得出在保持制动施加情况下导致列车抱闸牵引运行的原因。针对控制逻辑存在的缺陷,提出了空气制动牵引起动封锁控制逻辑的改进方案,该方案采用故障导向安全的设计理念,控制逻辑完善可靠,能够为列车提供强有力的安全保护。     

地铁列车基于惰行控制的节能优化运行研究

为降低地铁列车运行能耗,提出了基于惰行控制的节能优化方案。根据地铁列车运营特点和列车运行能耗特性,同时结合列车优化操纵方法,在不考虑列车运行过程中的工况转换时间前提下,提出了一种快速搜索适合惰行点的节能优化算法,并与其他2种惰行优化处理方式进行仿真对比。结果表明:基于惰行控制的节能优化方法能有效地降低列车能耗,算法处理速度快,同时满足高精度的定时运行要求。所提出的节能优化处理方式在节能效果上比逐个处理方式高10.8%,比同时处理方式高4.5%。     

基于地铁列车制动能量回馈装置的能量管理系统

地铁列车制动能量回馈装置虽然回馈电能可观,而且减少电阻消耗以改善地铁通道热环境,但是也带来了能量逆流至110 k V侧电网的隐患。而且,城市轨道交通供电系统还具有夜间停运期间负荷低时功率因数偏低的特点。针对上述特点提出基于地铁制动能量回馈装置的能量管理系统。充分利用地铁制动能量回馈装置的有功和无功独立可控的控制原理,通过能量管理系统对主变电所的检测、判断、计算,以及对地铁制动能量回馈装置下达命令,实现了对地铁制动能量回馈装置的有功和无功能量管理,不仅可实现对地铁供电系统的无功补偿,也可实现对地铁制动回馈能量装置回馈能量时能量逆流的控制。     

基于惰行节能规律的列车运行仿真研究

通过总结列车制动前惰行的节能规律,提出了列车定时节能的仿真算法。该算法综合考虑了不同制动段前惰行节能效果与延长运行时间的关系,从节能的角度确定了列车减速过程中的惰行位置和制动位置。仿真实例证明该算法可以节能10.55%,说明了该算法的合理性。     

地铁列车制动系统速度信号模拟的研究

速度信号是地铁列车制动系统的一个关键信号,对速度信号进行模拟是实现地铁列车制动实训系统和制动测试系统的基础工作。根据地铁列车架控式制动系统中速度传感器输出信号的要求,提出并实现一个实时可控的速度传感器输出信号模拟方案;利用STC15系列单片机输出高速脉冲电压信号,再将电压信号转换为电流信号,输出7 mA~14 mA脉冲电流信号,作为模拟地铁列车行驶过程中速度传感器的输出信号。仿真结果表明:该方案满足地铁列车速度传感器输出信号的模拟要求,有助于提高地铁列车制动测试系统和制动实训系统的可操作性。     

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。     

高速列车节能运行优化控制方法研究

高速列车节能运行控制对高速列车节能降耗至关重要。基于现代最优控制理论,考虑列车再生制动能量反馈,建立高速列车在定时约束条件下最小能耗计算模型,利用极小值公式推导得到最佳控制原则为最大牵引、匀速、惰行及最大制动这4种运行方式组合。在此基础上,依据高速列车牵引特性和阻力特性曲线,提出一种列车节能运行控制方法,基于此方法求解得到列车运行能量消耗最低所对应的最大速度值,从而计算得出整个运行过程中列车运行能量消耗最小时最大牵引、匀速、惰行及最大制动的转换点。为验证所提方法的有效性,以京津城际CRH3型动车组为例,采用本文所提出的节能运行控制方法,列车运行能耗比试验测试值降低了约14%。研究结果为高速列车节能运行控制提供了依据。     

考虑冲击限制的地铁列车牵引计算算法

地铁列车牵引计算往往沿用铁路列车的牵引计算方法,忽略了地铁车辆对控制加速度的"缓变式"处理过程,给牵引计算的控制加速度、速度和运行时间计算带来偏差。给出了考虑冲击限制情况下,地铁列车最大能力运行及节能运行时的牵引计算算法,并采用实际列车和线路数据对算法进行了验证。计算结果表明,考虑冲击限制的地铁列车牵引计算算法可以提高牵引计算中列车速度、加速度和时间的仿真精度,使速度和加速度的仿真计算结果更符合地铁列车运行实际,区间运行时间的计算精度可提高2%以上。     

基于GOOSE通信的地铁多变流器智能优化控制方法研究

当前地铁线路各牵引所变流器独立运行,无法实现实时信息交互、精准调整和协调控制.为解决这一问题,提出基于GOOSE通信的地铁多变流器智能优化控制方法.基于GOOSE通信网络搭建多变流器分层控制结构,以系统网损最小和钢轨电位幅值最小为目标,提出基于NSGA-Ⅱ算法的多变流器双目标优化控制算法.搭建地铁牵引供电系统动态潮流仿...     

As型地铁列车电气牵引系统方案研究与设计

以As型地铁列车为例,从列车基本技术参数出发,介绍了列车牵引特性曲线的设计过程,并基于列车实际运行路况进行了线路仿真。根据线路仿真数据与列车基本参数进行了牵引系统主要元器件关键参数的选择,供后续牵引系统设计研制参考。     

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。     

基于LabVIEW的深圳地铁5号线列车仿真系统研究

基于LabVIEW的地铁车辆仿真系统由工业计算机、测试机箱、输入输出模块和测试对象组成,整个仿真系统包括司机台仿真模块和控制系统仿真模块.司机台仿真模块提供仿真信号输入,控制系统仿真模块对输入信号进行逻辑处理,输出控制指令,从而验证列车控制系统的功能.     

基于列控车载设备制动曲线的高速列车牵引计算平台

为了检算铁路客运专线闭塞分区长度与列控系统的符合性,设计基于列控车载设备制动曲线的高速列车牵引计算平台。采用HTML,CSS,JavaScript,Vue.js,Node.js和Koa等Web技术进行开发,使用MySQL作为后端数据库,构建B/S架构应用平台,包括基础数据处理、列车运行仿真、列车追踪间隔时间计算、闭塞分区检算和统计分析5个功能模块。其中,列车运行仿真模块为牵引计算平台的核心,由线路信息、列车动力学模型、列控车载设备制动曲线算法和速度控制组成;列控车载设备制动曲线算法具备列车超速防护功能,根据移动授权和列车速度距离信息生成允许速度和制动指令,实现列车运行仿真的闭环处理。选取京沪高速铁路列控工程数据和CRH3A型动车组参数进行列车牵引计算,得到高速铁路列车追踪间隔时间,验证闭塞分区设计长度满足列控车载设备制动距离要求。结果表明:该平台可用于闭塞分区长度符合性检算,从而验证闭塞分区设计与列控系统的匹配性。     

地铁B型车牵引能耗与再生制动节能效果分析

通过模拟列车运行速度曲线,分析列车的牵引耗电量和再生制动的节能效果;探讨地铁运营的节能措施,提高运营管理水平。通过对大量列车牵引计算图的分析,获得了地铁B2型车和B1型车日常运营的启动加速度、制动减速度、列车旅行速度、牵引耗电量、列车单位耗电量以及再生制动的节能效果;比较了运行速度由80 km/h提高到100 km/h的运行效果;探讨了地铁车辆选型的基本原则,对工程设计和运营管理具有一定的参考价值。     

地铁列车运行视景系统与ATO仿真模块的接口实现

提出一种基于微软模拟列车（MSTS）平台的地铁列车运行视景系统,介绍了视景系统的工作流程,实现了视景系统和列车自动驾驶子系统（ATO）仿真模块的接口,利用接口实现了ATO仿真模块对视景系统地铁列车客户端运行的跟踪控制,为今后在视景系统中对ATO进行的相关测试和研究提供了可能 ,同时也为城市轨道交通的相关研究提供了新思路。     

地铁车辆交流牵引电机负载试验装置的研制

对于架修阶段的地铁车辆交流牵引电机维修后,为了评价检修质量和牵引电机性能,需要对牵引电机进行负载试验,因此研制了地铁车辆交流牵引电机负载试验装置。该设备主要由安装基座、连接装置、电源柜、变频柜、发电柜、计算机检测控制系统等组成,试验装置的负载采用发电机,产生的能量反馈给变频器,形成闭路循环,节能环保。