地铁车辆逆变系统共模传导干扰全电路模型分析

为了预测地铁车辆逆变系统中开关器件高速动作产生的共模传导干扰,以额定功率190 kW逆变器构成的地铁车辆逆变系统作为研究对象,首先对其干扰源和干扰路径进行分析,通过Ansys Q3D软件及阻抗分析仪提取地铁车辆逆变系统共模传导干扰路径各组成部件的高频参数;其次搭建地铁车辆逆变系统共模传导干扰全电路模型,通过Ansys Simplorer软件对地铁车辆逆变系统共模传导干扰全电路模型进行仿真分析;最后将仿真预测结果与现场测试结果进行比对,在150 kHz~3 MHz频率范围内仿真预测结果与现场测试结果基本吻合,在3~30 MHz频率范围内由于并网试验、台架布线、测试传感器转移阻抗等因素的影响,仿真预测结果与现场测试结果出现大约8 dB的误差,由此证明所设计的全电路模型建模及分析的正确性。

基于FPGA+ARM的异构列车数据交互系统

本文设计并实现了基于FPGA的主机与ARM端的数据通信接口。其中,FPGA实现了与主机交互的PCIe接口功能以及与ARM交互的FMC接口功能。本文完成了PCIe接口和FMC接口传输性能测试,同时也进行了主机与ARM的数据回环测试。测试结果表明,本文设计满足了整体的系统设计指标要求,其中PCIe1.0接口速率可达820 MB/s。

基于奇异谱分析与LSSVM算法的列车无线网络控制时延预测方法

无线网络控制是推进高速列车智能化的有利因素,无线网络时延作为一种典型的时间序列,存在随机性强、波动性大等问题导致预测难度大,针对这些问题提出了一种奇异谱分析-改进粒子群优化LSSVM的无线网络时延预测模型。首先将获取到的时延序列通过Cao方法确定窗口长度,再将时延序列通过奇异谱分析得到一系列子序列,将各子序列采用混沌粒子群优化后的LSSVM模型进行预测,最后将所有子序列预测值进行叠加得到最终预测结果,仿真结果表明,该模型MAPE、MSE及MAE相比小波分解模型分别降低了2.8%、1.055、0.44;相比EMD分解模型分别降低了7.4%、3.377、1.118;相比CEEMD分解模型分别降低了6.2%、2.568、0.974,精度明显高于其他模型。

快速预测干扰下斜开孔腔体屏蔽效能的模型

提出一种针对复杂干扰下斜开孔金属腔体屏蔽效能的计算模型。该模型可快速精准地计算出任意金属材料腔体,任意开孔位置,任意观测点位置,任意入射、极化平面波照射以及斜开孔阵腔体的屏蔽效能。首先依据磁流原理和镜像原理将斜开孔腔体等效为两个水平开孔腔体,然后基于Robinson的等效电路法分别求解各自的屏蔽效能,再利用公式换算求得斜开孔金属腔体的屏蔽效能。随后针对腔体会面临的不同干扰,给出不同情况下屏蔽效能的计算方法。考虑多种干扰叠加的复杂工况,将该模型利用Matlab进行编程,并将计算结果同全波仿真软件CST中的时域传输线矩阵法和频域有限元法的仿真结果进行对比,验证了所提模型的可行性。该模型在保证计算精度的同时,在计算效率上表现出极大的优势。

高频有损斜开孔腔体屏蔽效能研究

针对带孔屏蔽腔体工作时受复杂电磁干扰问题,基于电磁拓扑理论和BLT方程,考虑开孔倾斜、偏心、任意平面波照射、任意观测点位置等情况,提出用于计算斜开孔腔体屏蔽效能的解析模型。同时将腔体材料考虑为有损导体,对BLT方程中散射矩阵和传播矩阵进行修改;并利用电压和电场分布关系,考虑腔体内多种传播模式,将模型的可计算频段拓展为0~3 GHz。最后,设计五组试验,对比CST仿真值、Robinson拓展算法计算值与文中所提模型计算值,验证所提模型的准确性与优化性。为实际工程中孔缝腔体屏蔽问题的预测与计算提供方法。

用于动车组间互联、互通和互操作的UIC网关研究

为解决我国不同型号动车组在重新编组或解编后存在的互通、互联和互操作问题,开展既符合IEC 61375-1标准、又符合UIC 556标准的UIC网关关键算法和软硬件系统架构的研究。UIC网关的关键算法包括UIC初运行、过程数据编组(PDM)和UIC映射服务(UMS)等算法,分别用于实现动车组网络控制系统的动态编组、多功能车辆总线(MVB)与绞线式列车总线(WTB)间的双向周期性数据传输以及初运行算法的调用,并通过E报文的收发向用户提供服务;UIC网关的硬件系统由主机、通用外围电路、WTB和MVB通信存储器以及控制器等组成;UIC网关在Nucleus实时操作系统的调度下,通过运行TCN协议栈和UIC协议栈软件,实现WTB链路层、MVB链路层、消息数据和过程数据的通信。

一种基于MVB网络通信的中央控制设备设计方案及其实现

介绍中央控制设备CCU的功能和软、硬件设计方案和实现原理,该设备基于MVB网络通信,是TCN网络控制系统中的关键设备之一,集MVB网络通信功能、MVB总线管理功能、网络配置和监视功能、图形化编程功能于一体,支持用户网络通信配置、控制软件和诊断软件的开发。用户可利用网络配置监视软件NCMS对CCU的网络通信进行参数配置,并对连在MVB网络上的各类MVB设备状态进行远程监视。同时,用户可以利用符合IEC61131标准的OpenPCS图形化编程软件方便、可靠地开发列车级或者车辆级的各种控制和故障诊断程序。另外该设备还具有热备冗余功能,增强了设备运行的可靠性。该设备已应用于上海低速磁悬浮列车和西南交通大学磁浮中心等工程项目中,运行稳定,性能良好。

基于分布式OID的列车编组标识符生成算法

传统基于时间的列车编组通用唯一标识符(CstUUID)生成算法无法满足IEC 613752-5协议对列车灵活编组的要求。基于时间的算法中采用时间戳和设备MAC,并没有使用安全算法,算法安全性不高。针对上述问题,提出了一种基于分布式OID的列车通用唯一标识符生成算法。使用分布式OID构成基础标识符保证算法的唯一性。使用编组标号构成命名空间保证算法的有序性。使用MD5[4]加密算法保证算法的安全性。可以满足协议对于列车编组的要求,并且在算法空间复杂度和安全性方面具有优越性。

单入双出的模糊预测协调控制在篦冷机系统中的应用研究

针对水泥回转窑的工艺特点,研究了适合大惯性、大滞后等特点的典型工业对象的模糊预测控制算法,并提出了一种解决系统输出多 于输入的协调控制问题的方法,以篦冷机系统为对象的仿真结果表明该算法具有很好的快速性和鲁棒性,可在模型失配很严重的情况下依然 保持良好的控制特性,并能充分利用系统信息,增强算法的抗干扰能力及跟踪特性。该方法算法简捷,易于工程实现。

城轨列车牵引电机轴承监控系统设计与实现

为了监控轴承的实时状态,保障牵引电机的正常工作,设计并实现了一款牵引电机轴承监控系统。监控系统下位机主要完成牵引电机轴承数据采集,数据预处理,时域,频域特征指标计算,数据存储及数据传输等功能。用户使用上位机通过TCP/IP协议与下位机进行连接,实现对轴承实时状态的监控,时域、频域特征指标数据显示。重点阐述系统上位机的软件程序设计及实现。该系统经过试验,可以实时监控牵引电机轴承的状态,对轴承产生的故障能够及时做出报警。

WorldFip-CAN网关的设计

为解决重载机车、地铁列车FIP网络控制系统与带有CAN接口的车载电气设备(如制动控制单元、牵引控制单元)的互通、互联问题,设计了一款WorldFip-CAN通信网关,用于实现WorldFip总线与CAN总线通信数据的转换。介绍了网关的架构和可靠性设计,详细描述了网关的硬件实现方法和软件设计方法,利用WorldFip网络测试平台对该设备进行了互联、互通的测试。测试结果表明,该网关可实时、可靠地进行CAN网络与WorldFip网络之间通信数据的转发,并为推动我国基于WorldFip网络的轨道列车车载电气部件国产化进程提供了有力支持。

双模模糊预测控制在水泥回转窑生料系统中的应用

针对水泥回转窑的大惯性、滞后等工艺特点 ,提出了一种模糊预测协调控制算法。将模糊控制与预测控制相结合 ,引入双模功能 ,增强了算法的跟踪与抗干扰能力。现场运行结果表明该算法简捷实用 ,控制效果优于传统的PID控制。

双模模糊预测控制在水泥回转窑生料系统中的应用研究

针对水泥回转窑的工艺特点,研究了适合大惯性、滞后等特点的典型工业对象的模糊预测控制算法,具有模糊控制和预测控制的特点,并引入双模功能,有较强的跟踪与抗干扰能力。算法已成功应用在水泥窑生料系统,现场运行结果表明该算法简捷实用,控制效果优于传统的PID控制。

TCN通信技术的自主研发

介绍了我国列车通信网络技术的发展情况,详细阐述了TCN技术的系统结构和自主研发的TCN网络通信系统实现原理,讨论了UIC556协议的构成和实现的基本思路。展望了TCN网络核心技术研发和列车网络通信技术的发展方向。

CR200J型复兴号动车组重联仿真测试系统设计与应用

复兴号CR200J型动车组是由动力机车和无动力客车组成的新型动力集中式动车组,动车组采用交流电传动模式,车体编组更为灵活,出厂前可根据实际需求调整编组形式。本文根据复兴号CR200J型动车组的技术特点,分析其重联测试的基本需求,进而设计动车组重联仿真测试台总体方案。通过软硬件设计实现了系统功能,测试系统可模拟动力车对无动力客车进行测试,也可以模拟客车测试动力车。综合应用表明,所设计的测试系统能够满足动车组测试需求,系统简单高效,具有实际应用意义。

列车网络控制系统EMC干扰丢包特性研究

轨道列车上的电磁干扰会对列车网络控制系统的通信产生随机性干扰,进而造成网络通信的丢包问题。通过搭建列车网络控制系统电磁干扰模拟试验台,研究EMC干扰对列车通信网络(TCN)的影响,重点研究静电放电干扰和脉冲群干扰对通信特性的影响,根据试验数据得到TCN丢包率随干扰大小的变化趋势,并进一步对所测数据进行分析建模,得到了基于EMC干扰的TCN丢包预测模型。

模糊预测控制与模糊控制技术在水泥工业中的应用

针对水泥回转窑的工艺特点,研究了适合具有大惯性、滞后、时变、非线性等特点的控制对象的模糊控制和模糊预测控制算法,并成功应用在水泥窑分解炉系统,现场运行结果表明算法简捷实用,控制效果优于传统的PID控制。

高速动车组消息数据通信技术研究与实现

鉴于消息数据传递在高速动车组通信网络中的重要作用,依据UIC 556协议规范,详细分析采用UIC 556通信协议实现动车组之间消息数据的传输过程,研究在列车网络上发送的E报文(消息数据报文)的主要机制及过程,并以此为基础,在仿真平台上利用CSS软件和Unicap软件进行半实物仿真模拟,仿真结果表明可实现消息数据的传输。

列车网络控制系统时延特性研究

针对列车网络控制系统在列车运行中产生的时延问题,通过搭建列车网络控制系统时延测试模拟平台,研究列车通信过程中控制系统的时延特性。根据时延特性分析出TCN网络各子系统的时延影响因素。重点研究任务周期与源端口特征周期对网络控制系统时延的影响。利用TCN网络分析仪测出系统时延,结合所得数据归纳出系统时延的变化规律。通过分析任务周期与特征周期的匹配关系对系统时延的影响,获得减少时延抖动的方法,达到减小网络控制系统时延的目的。

基于UIC556标准的动车组消息数据通信技术的实现

详细介绍了采用UIC556通信协议实现动车组之间消息数据的传输过程,指出在列车网络上发送的E报文(消息数据报文)的主要机制及过程,并在半实物仿真平台上进行模拟实现。