高速钢轨探伤车自动对中控制系统的设计与实现

根据高速探伤需要,为超声波探头设计了抗蛇行运动和垂向振动的电液伺服系统来保证探头与钢轨相对位置保持不变,为实时探伤提供了可靠的保障。该系统已达到设计要求,目前已装车在环铁实验。但由于现场工况复杂,有必要引入前馈控制来进一步提高跟踪性能。本文针对自适应零相位控制算法,进行了数值仿真计算,以备在实际中应用。     

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。     

悬挂式单轨车特殊工况对运行性能的影响

悬挂式单轨车近年来在我国发展迅速,其造价低、空间利用率高、爬坡能力强、运量大等优点较传统城市交通优势明显。针对悬挂式单轨车在运营过程中可能遇上的侧风和空气弹簧失效等特殊工况,通过多体系统动力学软件SIMPACK进行建模和仿真分析。结果表明:特殊运营工况对车辆运行平稳性影响较大,但都满足要求;在侧风曲线通过工况下,车体偏转较大并长时间作用在偏转止挡位置,因此为安全考虑应当减速运行;空气弹簧失效和斜置减振器失效工况下,车辆曲线通过性能变化不大,可以以原运行速度安全运行到车站检修。     

基于自适应参数估计的列车制动减速度控制

针对列车制动实际减速度有重要影响的不确定参数,提出基于自适应参数估计的新型减速度控制模式。通过硬件在环半实物仿真试验平台进行试验验证。试验结果表明新型减速度控制算法有效提高了制动控制系统对列车运行不确定参数的鲁棒性。当实际闸瓦摩擦系数偏离制动控制系统预设值时,减速度控制器可以估计出闸瓦摩擦系数的实际值,提高了实际减速度对目标减速度的跟踪效果;当列车在坡度为±30‰的坡道上运行时,减速度控制器能估计出坡度值,减速度控制误差由传统非减速度控制模式的±0.3m/s2减小到了±0.1m/s2;在不使用空簧压力信息计算车辆制动质量的情况下,减速度控制器能估计出列车的实际制动质量,获得了类似于传统非减速度控制模式的控制效果,为简化制动系统硬件的气路设计提供了可能。     

基于神经网络的4WD电动汽车AFS/DYC解耦控制研究

基于二自由度线性化模型,分析了质心侧偏角和横摆角速度之间的耦合现象;在七自由度非线性汽车模型基础上,利用BP神经网络构造了自适应解耦控制器。设计了2个车辆姿态参数控制器,以状态参数理想模型的输出作为控制目标,分别控制汽车的质心侧偏角和横摆角速度,实现车辆主动安全控制。仿真结果表明,基于BP神经网络的解耦控制能够跟踪状态参数的理想值,提高汽车在极限工况下的行驶安全性和操纵稳定性。     

基于鲁棒模型匹配的电动汽车转向稳定性控制

四轮驱动电动汽车在高速转向行驶过程中,由于车辆存在严重非线性,会出现横摆过大、过度转向或不足转向等现象。针对这些问题,文章在深入分析横摆角速度和质心侧偏角对车辆操纵稳定性的表征关系基础上,将模型匹配自适应控制结构与鲁棒控制策略相结合,动态控制横摆角速度和质心侧偏角,纠正驾驶路径和车辆姿态,以改善车辆行驶的操纵稳定性。仿真结果表明,鲁棒模型匹配控制策略对车辆非线性有很好的适应能力。     

基于动态面方法的高速列车蠕滑速度跟踪控制

针对高速列车的主动黏着防滑控制问题,提出基于障碍Lyapunov函数的蠕滑速度动态面跟踪控制算法,可以实现对蠕滑速度的上界约束,同时保障黏着控制系统的稳定性。首先建立考虑牵引与制动转矩产生过程的高速列车动力学模型,并将黏着控制问题描述为含输出约束的非线性系统的跟踪控制问题;然后引入障碍Lyapunov函数处理输出约束问题,设计了自适应动态面控制律,未知参数由自适应律估计得到,未知时变的黏着力和运行阻力由两个力观测器来估算;最后通过Lyapunov方法证明了蠕滑速度跟踪误差半全局一致最终有界,蠕滑速度始终保持在稳定区域内。仿真结果证明了该方法的有效性。     

全功率变流器风电机组低电压穿越控制策略研究

基于2.5 MW永磁同步风电机组系统结构及低电压穿越(LVRT)要求,对实现全功率变流器LVRT功能的控制策略进行了研究。针对电网正常及故障工况,详细阐述了电网电压幅值的快速检测算法和基于正序分量提取的锁相环设计,分析并设计了输出三相电流对称控制目标下直流电压、斩波回路、有功电流及无功电流的控制算法。dSPACE半实物仿真及实际试验结果表明,应用该控制策略能达到预期目标,不仅满足了全功率变流器风电机组LVRT运行的要求,而且还保证了并网电流品质,并具有高电压穿越(HVRT)功能。     

高速铁路列车自动驾驶系统的研究和仿真实现

按照列车运行的启动、区间调速和定点停车3个阶段研究高速铁路的列车自动驾驶(ATO)系统.在满足时间性、停车精度、舒适性,安全性等性能指标的前提下,根据实际线路技术条件,提出ATO的控制算法,针对列车运行各阶段建立由最快加速策略,巡航和专家打分法及预测算法组成的数学模型,并对ATO系统进行仿真,效果理想.     

铁道车辆横向半主动悬挂系统仿真

运用ADAMS软件建立车辆动力学模型,进行动力学仿真运算。将由此得到的仿真结果传给MAT LAB软件,由MATLAB软件编写开关控制算法,计算出横向最优阻尼并将其值传给车辆模型。通过改变车辆模型中的横向阻尼值再次进行仿真运算,将运算结果再次传给MATLAB软件。如此相互调用,循环计算,从而找出最佳匹配阻尼值。在DSP硬件平台上编写横向半主动控制算法,使逐步寻优和开关控制相结合,以实现最优阻尼的开关控制。经使用标准信号和实车随机信号对算法进行仿真验证表明,这种控制算法简单可靠,能够实现对车辆横向的半主动控制策略。     

EMS型磁浮列车车体响应与轨道不平顺的相干性分析

为探究EMS型磁浮列车车体振动响应的敏感波长,采用PID悬浮控制法建立了中低速磁浮试验车动力学模型,并按照相干性原理构建了不平顺与车体振动的相干函数。通过仿真分析发现:相同速度下,磁浮车前后端车体振动加速度的敏感波长存在一定的差异,前端大于后端;随着速度的增加,磁浮车前后车体振动加速度的敏感波长和相干函数的最大值几乎都在增加;随着速度的增加,车体横向加速度的相干函数大于0.8的波长范围增加。同时确定了引起车体振动的主要激励波长,其中车体的横向振动响应主要是由波长在3~9 m范围的轨道方向不平顺引起的,车体的垂向振动响应是由波长在10 m左右以及波长在2.8 m时的高低不平顺引起的。     

基于Simulink和VRML的铁道车辆运行可视化仿真

铁道车辆在铁轨上的运动是一个复杂的运动学过程.对铁道车辆在轨道上的运行特点和运动仿真方案进行分析,确定车辆模型基本运动控制数据的生成流程.采用三维CAD建模和VRML建模语言,建立铁道车辆和运行场景的可视化仿真模型,利用Simulink实现铁道车辆模型的运动控制与仿真.在开发的铁道车辆运行可视化仿真平台上实现较为逼真的运行可视化仿真.     

多种车型智能同步联动的站台门控制系统

针对站台门控制系统在高风压、多种车型、高密度行车及自动驾驶情况下高频开关控制的可靠性和安全性问题,基于热备冗余控制原理及多种车型自适应控制原理,构建多种车型智能同步联动的站台门控制系统,在此基础上,对该控制系统进行了试验验证。试验结果表明,站台门在160 km/h的列车风压作用下,一整侧滑动门开门同步误差≤0.2 s,且具有很强的自适应能力。该试验结果可为站台门控制系统在高速铁路的工程应用提供参考。     

列车高速通过站台时的流固耦合振动研究

采用计算流体动力学(CFD)和多体动力学相结合的方法研究列车高速通过站台时的风致振动及安全问题。应用有限体积法和滑移网格模拟计算方法,通过求解三维瞬态可压缩N—S方程获取列车通过站台的气动力。运用Simpack软件建立3辆编组的动车组动力学模型,轨道不平顺条件选用美国六级谱,并将用CFD得到的气动力作为激励输入动车组动力学模型,对列车高速通过站台时的气动行为进行仿真计算,得到列车高速通过站台时的振动时程曲线。计算结果表明,列车高速通过站台时,在气动力作用下3辆车均不同程度向站台靠近,且尾车的尾部向站台靠近的距离最大,达到19mm;头车向站台靠近主要是由车体的摇头运动所致,中间车向站台靠近是由车体的横向摆动所致,而尾车向站台靠拢则是由车体的横摆运动和摇头运动共同作用所致。     

基于神经网络的地铁牵引整流器直接功率控制算法研究

现代地铁交通车辆短间隔内重复起动停车、加速减速,车辆需要的电流处于不断变化的过程,难以建立复杂的精确数学模型,且对系统在短时间内抗负载突变的能力有较高要求。将直接功率控制理论和神经网络控制结合起来,应用于地铁整流器控制,通过建模仿真可以看出此系统动态响应较快,抗负载突变能力强,仿真结果验证了此控制方法的正确性与可行性。     

城轨车辆钩缓装置配置与头车前端底架的碰撞吸能区设计

为了提高车辆的被动安全性,需提高车辆前端结构的防撞能力,城轨车辆需满足2列空载列车相对速度25km/h的碰撞要求。主要阐述如何合理配置车辆钩缓装置中的前3级吸能结构能量,并通过ISIGHT软件,优化第4级吸能结构,即头车前端底架的碰撞吸能区,使车辆4级吸能结构能够合理有序变形,吸收更多能量。     

关于检测铁道车辆爬轨脱轨趋势的研究

介绍了运用缩小比例模型车辆进行再现脱轨试验的有关情况。根据测试、分析试验用车辆动力学的结果,建立了一种判定算法,用于既有线车辆低速条件下爬轨脱轨的趋势检测。     

城市轨道车辆电气制动能量建模及仿真

通过分析城轨车辆在电气制动过程中发生再生制动及电阻制动的条件,并且根据车辆的编组、线路、载重、运行策略、运行图、牵引供电等基本因素,在单车牵引计算模型及多车运行的牵引供电网络模型的基础上,建市了城轨车辆电气制动能量分布模型,并进行了实例仿真计算.仿真计算结果表明,在相同的线路及车辆条件下,车辆发车间隔为180 s时,再...     

电动汽车用整车控制单元平台设计与开发

针对电动汽车种类繁多、对整车控制功能需求各异、缺乏整车控制单元平台的现状,在对电动汽车控制功能进行深入分析的基础上,以32位汽车级芯片和扭矩控制为核心,设计开发了电动汽车整车控制单元软件和硬件平台,大大提高了电动汽车整车控制单元的开发效率。     

论驼峰溜放车辆走行阻力与速度控制

驼峰溜放车辆的走行阻力包括车辆本身的阻力、线路阻力、空气阻力,以及调速设备的残余阻力等,它们在溜放车辆的走行过程中,参与了调速设备对车辆的速度控制,而且它们对速度的“控制”是人们无法干预的,是复杂而多变的,故对车辆的正常调速起到了干扰作用,使调车作业的效果受到一定影响.文中重点阐述了车辆走行阻力的基本情况,同时对车辆溜行速度控制产生偏差进行了分析.