一种具有故障处理能力的电容箝位子模块拓扑分析

通过介绍T型子模块、电容箝位子模块和二极管箝位子模块拓扑,提出一种基于T型子模块的改进电容箝位子模块拓扑。分析系统在故障时子模块各器件的电参数变化,从理论上确定其器件耐压特性和故障阻断能力。在MATLAB/Simulink平台上建立基于MMC的整流电路进行仿真,并与二极管箝位子模块和T型子模块进行了比较。研究结果表明:该子模块具有较强的故障处理能力。     

基于仿真软件Simulink/SimMechanics的铰接式列车动力学建模

将仿真软件Matlab中的Simulink和SimMechanics相结合,建立了两节车辆编组的铰接式列车的时域曲线。通过动力学仿真模型,并根据此模型的仿真结果验证了该建模方法的正确性,说明SimMechanics能够补足Simulink的建模功能,并可以作为一种新的建模工具引入到轨道车辆的动力学仿真中。     

电力机车模型及其再生制动的仿真研究

利用Matlab/Simulink平台建立SS7型电力机车的数字仿真模型,采用机车牵引特性函数和整流回路的关系计算得出晶闸管导通角α.在建模过程中,将Simulink原有直流电机模块改进为具有双绕组的复励直流电机模型.进而,通过计算和设置相关参数,仿真电力机车在再生制动状态下的动态过程,得到其电机回路的电压电流波形.仿真结果与有关资料一致,表明该研究的模型和方法正确有效.     

高速列车多模型广义预测控制方法

列车运行过程是一个典型的非线性过程,并且随着列车速度的增加,非线性特性越来越强,这就给自动驾驶系统的设计提出更高的要求。本文针对高速列车自动驾驶系统设计多模型广义预测控制器。首先针对高速列车的非线性特性,利用聚类有效性评价指标确定最优的多模型个数,然后采用减法聚类方法建立多模型集合。接着针对每个聚类集合,利用递推最小二乘方法建立相应的线性模型。最后针对模型参数不确定性和未建模部分,设计多模型广义预测控制器进行控制。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于非线性观测器的路面附着系数估计方法

提出了一种基于非线性观测器的路面附着系数估计方法。针对转向工况下路面附着系数的实时估计问题,建立了车辆的非线性动力学模型,构造了全维观测器,以估算轮胎回正力矩。根据车辆的侧向动力学特性,将车载传感器测量值与车辆模型输出值之间的偏差作为非线性观测器的Luenberger类型反馈项,实现了对车载传感器的充分利用。通过李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性分析,确定了非线性观测器反馈环节的增益,并在Matlab/Simulink仿真环境下对该方法进行了验证。仿真结果表明,该估计方法在不同路况下具有较高的准确性。     

基于宏观建模方法的胶合木-钢夹板螺栓连接数值模拟

为解决胶合木-钢夹板螺栓连接三维有限元模型计算效率低、收敛性差的问题,采用一种有限元宏观建模方法进行胶合木-钢夹板螺栓连接的模拟,该方法通过非线性一维单元的组合,从而简化连接节点性能的有限元计算。同时,结合胶合木-钢夹板螺栓连接件抗剪性能试验,建立各连接节点的宏观模型和传统三维有限元模型。通过对比试验结果与宏观模型的计算结果,来验证该有限元宏观模型的计算效率及计算精度。研究结果表明:胶合木-钢夹板螺栓连接的宏观模型与连接件抗剪性能试验的荷载-滑移曲线是一致的,该宏观模型能够正确反映胶合木-钢夹板螺栓连接节点的剪切性能、滑移特性、滞回性能、刚度退化和失效特性。相比传统三维有限元计算方法,有限元宏观模型的计算成本相对较低,且收敛性较好。有限元宏观建模方法可有效提高具有大量连接的复杂结构非线性分析的计算效率。     

基于HUML扩展机制描述列控系统安全特性的研究

针对在列控系统建模和形式化分析领域UML模型难以直接描述系统安全特性的问题,提出一种利用UML支持的底层扩展机制对HUML进行面向列控系统安全特性的扩展方法。该方法给出列控系统安全特性需求,通过在HUML元模型中增加安全特性包,对安全特性元素进行定义,创建安全相关概要文件,并在建模软件中得到实现,最后介绍该方法在CTCS-3级列控车载设备故障方面应用的一个实例。新的建模方法丰富了列控系统HUML模型的表达能力和应用范围,使得列控系统安全特性能够直接被描述,从而将安全分析的起点提前至系统建模阶段,为列控系统建模和形式化分析提供一条新的思路和途径。     

高速动车组自适应速度跟踪控制

针对高速动车组运行过程的非线性和参数的时变特征,将其描述为由线性自适应模型和非线性未建模动态补偿模型组成的集成模型。基于高速动车组的牵引特性曲线和线路实际运行数据,采用递推最小二乘法建立线性自适应模型。针对系统未建模动态特性,应用自适应神经模糊推理系统ANFIS(Adaptive-network-based Fuzzy Inference System)建立未建模动态补偿模型。提出基于高速动车组集成模型的运行速度自适应控制算法,实现对给定速度曲线的高精度跟踪控制,并基于CRH380A型动车组运行过程的仿真结果验证本文所提方法的有效性。     

基于Matlab／Simulink的三相桥式全控电路的建模与仿真

对Madab进行了简单介绍,建立了晶闸管的仿真模型,运用Matlab／Simulink和Power System工具对三相桥式全控电路的整流和有源逆变工况进行建模、参数选择和仿真分析。与常规电路分析方法相比,该方法具有很大的优越性。     

磁浮式轨道振动俘能机理与试验研究

轨道振动俘能技术是回收利用列车通过时轨道振动产生的能量,为铁路监测设备提供电力供给。现有轨道振动俘能方式对轨道振动参量的要求与轨道运行实际工作状态不符,是制约其进入实用化阶段的瓶颈。本文介绍磁浮式非线性轨道振动换能器的设计、建模和试验验证,提出轨道振动-电磁耦合动力学模型,分析磁浮式非线性轨道振动换能系统的响应特性。研究结果表明:利用磁悬浮的非线性刚度特性可以实现宽频带能量收集;可以通过调节器件参数(线圈匝数、线圈几何形状及表面磁通密度等)来适应轨道小位移的振幅要求;轨道振动-电磁耦合动力学模型可计算车辆行经时轨道结构的发电能力,为电磁式轨道振动俘能装置的设计提供理论依据。     

高速铁路列控车载系统超速防护算法的研究与仿真

列控车载系统是一个典型的安全苛求系统,车载系统超速防护算法对列控系统的安全性具有重要影响。本文结合高速列车动力学模型、延时特性和混杂特征,提出了车载超速防护算法及车载系统的混杂建模方法。利用Simulink/Stateflow混合仿真技术实现了车载超速防护算法的仿真,并以区间两车追踪场景为例对超速防护算法进行验证。验证结果表明该超速防护算法是有效的,区间运行的两辆高速列车能够实现避撞功能。     

基于Stateflow的城际铁路列控系统车载控制子系统建模与分析

根据城际铁路列控系统中离散逻辑跳转和连续时间行为交织的特征,采用Matlab软件中的Simulink和Stateflow结合的方式实现车载控制子系统混成行为的建模与仿真,分析不同速度下列车超过紧急制动触发速度后产生的紧急制动距离以及列车实际运行曲线。结果表明:建立的紧急制动触发模型所产生的制动距离满足动车组厂家给出的要求,并且具有一定的安全余量;该建模方法直观高效,易于理解,模型能够很好的描述系统特性。仿真结果也可为车载控制子系统的设计和实现提供一定的支持。     

现代有轨电车储能电源方案研究

文章通过对现代有轨电车车载储能器件的对比分析,提出基于双电层超级电容的复合电源方案,并以国内某规划线路为例,对不同储能电源方案进行建模分析,结果表明,基于双电层超级电容的复合电源能够在确保车辆各项性能稳定的同时,更好地提升车辆的续航能力及故障应急能力。     

重载电力机车钩缓系统建模研究

针对不同类型重载电力机车钩缓系统建模方法进行研究,提供了非线性迟滞特性缓冲器及两种典型重载电力机车钩缓系统的建模方法,建立了由4节机车及1节简化货车组成的列车模型。以DFC-E100及13A/QKX-100钩缓系统为例,通过列车仿真验证了建模方法的合理性与准确性。研究结果表明,文中所建立的钩缓系统模型能够较好地反映重载电力机车钩缓系统实际运行状态,仿真结果重现了两种钩缓系统在线路试验中表现出的稳定性差异现象。     

地铁车辆电传动系统的主电路仿真

文章介绍了地铁车辆电传动系统的主电路结构以及交流传动控制策略,并基于Matlab/Simulink对电传动系统进行了建模与仿真,仿真结果说明了模型的正确性与有效性。通过该模型,可以分析系统性能、进行优化设计、提高整体性能。     

一种基于改进BP神经网络的重载列车驾驶曲线算法研究

BP神经网络被用于重载列车驾驶曲线研究，利用列车实际驾驶数据进行神经网络学习，描述列车制动时的非线性特性，对列车制动运行过程建模，获得列车制动减压目标值及缓解时间进行运动方程运算，最终获得重载列车驾驶曲线。通过在朔黄线线路上由该模型仿真得到的驾驶曲线和实际列车驾驶曲线比较，结果表明该方法研究驾驶曲线是有效的。     

寄生参数对IGBT关断浪涌电压影响的仿真建模

IGBT作为能源变换与传输的核心器件具有良好的载流与抗压能力,在轨道交通、电力系统等行业领域应用非常广泛。以建模仿真的方式模拟浪涌电压实际运行性能,深入研究其特性,可为提高功率器件系统的安全性与稳定性提供依据。文中通过有限元法求解电磁准静态场提取单桥臂回路各器件的寄生参数,并结合IGBT器件静态、动态特性建立了精确的单桥臂电路模型。通过对比不同精度模型的仿真计算结果表明,寄生参数对于浪涌电压的幅值大小和振荡具有不可忽视的影响,在电路优化设计中应予以充分的关注。该精确模型具有精准、易调控的特点,仿真结果对IGBT功率器件精确的损耗计算、可靠的电磁兼容设计及评估潜在风险具有指导性意义。     

基于FARIMA的铁路数据网流量趋势预测

利用FARIMA模型,对铁路数据网中的真实数据流量进行建模并分析,提出一种新型的基于FARIMA模型的铁路数据网流量预测方法,该方法能够同时描述网络流量的长相关特性和短相关特性。将FARIMA过程转换为差分过程和ARMA过程进行趋势预测,并且根据平均绝对误差、绝对百分比误差等多项指标进行比较验证。通过对高速铁路数据网6个月的数据进行建模分析,利用不同的参数设置预测未来2个月的流量趋势,并与真实数据进行对比。实验结果表明该方法比传统的基于ARMA模型的预测方法更为精准,能够适用于铁路数据网流量趋势预测。     

基于AUML的列控系统运营场景多智能体建模仿真研究

为满足列控系统交互性、混合性、反应性和并发性的复杂特性,从研究分布式复杂系统的多智能体方法出发,利用UML2.0扩展的AUML统一建模语言,提出一种列控系统运营场景多智能体建模方法。该方法采用基于Agent的AUML,以多智能体建模理论为基础,从系统功能需求、抽象Agent定义、Agent信息交互和Agent内部设计四个步骤对列控系统运营场景进行模型构建。最后以RBC切换场景为例,建立RBC切换场景的多智能体模型,结合模型,利用仿真工具进行仿真,得到满足列控系统复杂特性的仿真结果。结果表明:该建模仿真方法符合列控系统交互性、混合性、反应性和并发性,为列控系统研究奠定重要的仿真环境基础。     

铁道车辆空气弹簧动力学键合图建模及仿真

研究空气弹簧键合图建模方法,建立空气弹簧的功率键合图模型,使用20-sim软件进行动态仿真,得到系统压力和位移的动态响应曲线,研究不同负载和节流孔直径对空气弹簧性能的影响规律;通过建立系统的Simulink模型,进行对比仿真分析,验证空气弹簧键合图模型的正确性与仿真结果的可靠性.研究工作为空气弹簧的动力学建模及仿真提供...