轨道车辆永磁直驱技术综述

概述了国内外采用永磁直驱技术的轨道车辆发展状况,归纳了永磁直驱转向架的结构形式,讨论了抱轴式直驱结构与弹性架悬式直驱结构的特点及其适用情形,分析了永磁直驱转向架的蛇行运行稳定性与曲线通过性;针对轨道车辆应用,从磁性材料、冷却系统、温升效应、电机质量、气隙磁密、反电势抑制、失磁故障、电路结构等方面论述了永磁直驱牵引电机的结构设计与优化方法,分析了传统的牵引电机控制策略,讨论了模型预测控制技术和无位置传感器控制技术的研究现状及其用于永磁直驱电机的可行性和存在的问题;总结了轨道车辆永磁直驱技术的现存问题并展望了其未来发展方向。研究结果表明：刚性抱轴式永磁直驱结构紧凑,但电机受轮轨振动影响较大且增加了列车簧下质量,仅适用于低速轨道车辆;高速轨道车辆直驱技术宜采用弹性架悬式直驱结构,但需要进一步研究永磁牵引电机和直驱转向架的弹性连接方式和最优匹配参数,优化簧上、簧下质量分布;内置式永磁直驱转向架可缩短车轴长度和减少轴距,具有质量轻、动力特性好等优势,较适用于复杂的地形环境应用;需要研究更为快速准确的永磁电机故障在线诊断、预警与抑制方法,可结合基于故障诊断及预测的智慧运维技术,为车辆提供维修决策建议;需对永磁直驱电机定子、转子拓扑结构进一步优化,并提出更为有效的冷却结构及精确的温升计算方法;传统矢量控制与直接转矩控制难以兼顾高转矩动态响应和低转矩脉动,模型预测控制因其结构简单、动态响应快等优点,较适用于轨道车辆这类低开关频率大功率应用,但仍需进一步研究以降低其运算负荷并提升其稳态性能;无位置传感器技术可节省电机内部空间体积,且能防止编码器故障带来的可靠性问题,适用于内部空间狭小的直驱转向架,现有中高速无位置传感器技术已具有较好的性能,零速和低速下采用高频信号注入法虽能实现较准确的位置估计,但其对电机控制性能带来的一系列不利影响还需要进一步研究。     

动态网络的仿真系统研制

网络仿真是网络研究的重要方法和手段，现有的网络仿真系统在路由仿真方面都存在一定的局限性，不能很好地实现对真实的网络动态及非精确状态信息的模拟．为此，对NS2的状态更新模型作了修改，采用了带三个更新元素的混合更新模型，并加入了新的流量发生器，同时对其链路对象进行扩展，使之具有检测和控制QoS的功能．设计出一套基于NS2并能对网络动态和非精确状态信息进行有效模拟的网络仿真软件，提供了一种研究网络动态与QoS路由的工具．     

基于虚拟样机技术的柴油机曲轴-连杆-活塞机构运动学、动力学仿真分析

基于虚拟样机技术及其支撑软件VN4D和Pro/E,实现了对12VPA6柴油机曲轴-连杆-活塞机构的运动学、动力学仿真.通过动态仿真柴油机的运行,获取了仿真模型的运动学、动力学特性数据,得到的结果与理论分析相吻合,这为该型柴油机曲轴-连杆-活塞机构的优化设计和有限元分析提供了依据.     

某新型舰炮武器维修保障方案评价与优化

针对舰炮武器保障方案评价问题,根据舰炮武器维修保障方案的内涵,建立了基于系统动力学理论的舰炮武器维修保障系统评价模型,并以某新型舰炮武器基地级维修保障备选方案为例,对其进行基本模拟及政策模拟,确定最优方案,并对方案中维修保障能力对不同保障资源的敏感度进行了分析,明确最优保障方案的主要改进方向,辅助决策者进行决策。     

基于联合仿真的四轮转向汽车控制策略研究

基于四轮转向技术和模糊控制理论,提出一种新的四轮转向汽车后轮转角控制策略,即比例前馈加模糊反馈。在ADAMS/car模块中建立四轮转向整车多体动力学模型,并基于Matlab/Simulink依据控制策略设计了四轮转向汽车控制系统,由ADAMS与Matlab的数据接口实现了控制系统与整车动力学模型联合,对四轮转向汽车进行典型行驶工况的联合仿真试验。仿真结果表明:所设计的后轮转角控制器能使车辆很好地跟随理想转向模型,提高了车辆的操纵稳定性。     

高速动车组连续测力轮对仿真分析

通过有限元仿真的手段对400 km/h高速动车组的车轮进行了静态载荷模拟计算,并根据计算结果对测力轮对连续测量方案进行了初步设计,同时对离心力引起的测量误差以及测力轮对的动态频响特性进行了评估,为高速动车组连续测力轮对的设计和使用提供参考。     

橡胶轮转向架车辆动态曲线通过行为研究

橡胶轮转向架在曲线通过方式上,与钢轮转向架有很大不同。在橡胶轮转向架稳态曲线通过行为研究的基础上,本文着重研究了橡胶轮转向架车辆的动态曲线通过行为。计算分析表明:橡胶轮转向架车辆在导轮横向力、轮重减载率和轮胎磨耗等方面具有优良的曲线通过性能。     

基于R-W多体理论的整车动力学仿真平台研究

针对汽车底盘的集成控制,以R-W多体动力学理论为基础,建立了整车多体动力学仿真平台,克服了用多体仿真软件ADAMS施加集成控制不易实现的缺点;并对该平台进行了仿真动力学性能测试,施加了基于模糊算法的ABS控制系统.结果表明该平台具有便于进行集成控制的优点.     

柴油机结构振动和辐射噪声特性研究

集多体动力学方法、有限元方法、声学边界元方法于一体,对某柴油机结构振动和结构辐射噪声特性系统地开展了数值预测和分析工作。通过模态试验数据修正了发动机各部件及组合结构有限元模型,确保了有限元模型的合理性。由计算所得发动机结构表面的振动速度值和试验值变化趋势一致,在部分频率段吻合较好。基于表面振动速度法通过Matlab编程获得了各部件的声功率级及其排序,能够有效地指导低噪声设计工作。通过有限元和边界元方法分别对不同激励工况下发动机结构振动响应和声学响应进行了预测,通过分析可知,在低频段范围内活塞激励和燃烧激励相对阀系激励对整机辐射噪声的影响大,高频段辐射噪声主要集中在1 700Hz左右频段,其中,阀系激励对该频段范围内辐射噪声的影响较大。     

The results of the pantograph–catenary interaction benchmark

This paper describes the results of a voluntary benchmark initiative concerning the simulation of pantograph–catenary interaction, which was proposed and coordinated by Politecnico di Milano and participated by 10 research institutions established in 9 different countries across Europe and Asia. The aims of the benchmark are to assess the dispersion of results on the same simulation study cases, to demonstrate the accuracy of numerical methodologies and simulation models and to identify the best suited modelling approaches to study pantograph–catenary interaction. One static and three dynamic simulation cases were defined for a non-existing but realistic high-speed pantograph–catenary couple. These cases were run using 10 of the major simulation codes presently in use for the study of pantograph–catenary interaction, and the results are presented and critically discussed here. All input data required to run the study cases are also provided, allowing the use of this benchmark as a term of comparison for other simulation codes.