自主化制动控制电磁阀动态特性分析研究

制动控制电磁阀为轨道交通车辆制动系统关键执行部件。在制动过程中,电磁阀接收电子控制单元的控制信号,通过反复动作实现对制动压力的控制。这要求控制信号与电磁阀的动态特性要相互匹配,保证压力的控制精度,同时达到降低电磁阀动作次数、延长使用寿命的目的。因此,在开发过程中对制动控制电磁阀动态响应特性进行研究是必要的且具有重要意义。采用电磁仿真模块建立电磁阀动态仿真模型,分析电磁阀得电和断电过程中电磁阀线圈内电流和铁芯动作位移等参数的变化趋势;通过试验方法测试电磁阀得电和断电过程中电流响应特性与压力响应特性;搭建试验环境完成了3 000万次寿命测试及过程中的电磁阀响应稳定性测试。研究结果表明,制动控制电磁阀的电流响应时间小于11 ms,仿真和实测电流变化趋势一致;按照标准GB/T 22107测试的压力响应时间小于15 ms,且随动作次数增加至3 000万次的测试过程中,压力响应时间均在15 ms以内,稳定性好,可以满足制动控制系统的使用要求。本文研究结果可为电磁阀控制算法设计提供参考。     

基于并行计算的列车运行仿真快速算法设计

列车运行仿真技术对工程设计、运营管理具有重要的现实意义。设计了一种基于并行计算的列车运行仿真快速计算方法:一方面,通过将线路各区间的列车运行过程用独立的线程运算单元来计算,以达到仿真过程数据的并行计算效果;另一方面,通过反推制动曲线与限速红线的交点,获得分界点,仿真过程中根据列车位置与分界点的位置关系决定是否进行制动起点反向推算,从而显著提高了每个线程运算单元的运算效率。该方法可在不影响计算精度的前提下,将计算效率显著提高。     

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。     

VOBC及地面环境仿真系统研究

ZC系统是CBTC系统的核心单元之一，主要完成轨旁列车自动防护系统（ATP）功能。地面设备通过DCS与VOBC交互信息，共同完成列车控制功能。在ZC系统开发及集成测试初期，搭建真实环境配合测试不仅成本高昂，而且非常耗时。通过对VOBC及地面环境仿真系统的设计及实现，开发出VOBC仿真环境，为ZC系统开发及在实验室环境下进行测试提供条件。     

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。     

高速列车防滑系统仿真台架试验标准和方法研究

最新防滑系统国际标准规定,制动防滑系统性能测试主要采用仿真台架测试,以替代在操作上有难度的轨道测试,从而减少制动防滑系统的测试时间和成本.通过对国际上现行的防滑系统相关标准进行系统研究和对比分析,结合高速列车防滑系统的开发和测试经验,设计了一种满足相关标准的防滑系统仿真台架测试方法.该测试方法基于硬件在环系统,分别建立了黏着模型、车辆性能模型和防滑控制模型.最后,通过对比分析和仿真测试对防滑仿真模型进行了验证,为高速列车防滑系统的研发、测试创造了条件.     

高速动车组备用制动系统仿真分析研究

基于现代流体力学数值仿真技术,以高速动车组备用制动系统作为研究对象,建立了备用制动系统中分配阀等关键部件的仿真模型,研究了沿列车管长度方向的减压制动,再现备用制动实施的过程。研究工作为列车备用制动系统的设计、试验研究提供理论参考。     

电动车组交流传动系统的硬件在回路实时仿真研究

以某型电动车组交流传动系统为例,建立了基于MATLAB/SIMULINK的牵引主回路仿真模型,引入半实物实时仿真技术,建立了基于"实际牵引控制装置+dSPACE仿真器"模式的硬件在回路实时仿真测试系统,可为我国高速动车组交流传动系统的设计及验证提供良好的技术支撑。     

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。     

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。