面向列车运行图的高速列车能耗计算方法研究

针对列车运行图中高速列车的能耗计量问题,提出了基于牵引电算法和Davis模型相结合的改进高速列车能耗计算方法。首先分析了运行图要素对高速列车能耗的影响机制,其次比选既有列车运行图的高速列车能耗计算方法,考虑牵引能耗和自用能耗,结合列车时刻表构建高速列车停站与区间恒速运行能耗计算模型,最后设计算例进行验证。结果表明:研究所提方法拥有便捷的测算能力,所测算一站直达、停1站、停3站及站站停的高速列车总运行能耗占比分别能达到牵引电算法的52.14%,55.85%,64.18%,75.87%,且不同运行方案间列车能耗相对关系能够保持高度一致性,对估算运行图中的高速列车运行能耗具有良好的适用性。

基于多质点的城轨列车牵引计算分析与仿真

为了优化城市轨道列车牵引运行过程,使其运行更为准确、切近实际,通过建立列车多质点模型,以列车运动学方程为基础,采用混合优化牵引策略,对列车运行过程进行仿真。在牵引和制动受力分析过程中采用线性插值法,制动点选取通过反向试凑法获得。根据所设定的列车参数和线路参数,用Matlab进行编程与仿真。仿真结果表明,多质点模型与单质点模型相比可以有效提高列车经过变曲率段和变坡道段的附加阻力精度;线性插值法和混合优化牵引策略的应用,使牵引仿真过程更为接近实际运行过程,符合城轨列车准确、快速的运行要求,为城轨列车自动驾驶研究提供必要的理论依据。

基于遗传算法的列车自动运行系统的优化研究

在列车自动运行(automatic train operation,ATO)过程中,为了使列车在保证安全的前提下,能够同时满足精确停车、舒适度高、能耗低等各项控制指标,必须对列车的速度距离曲线进行优化。首先建立了考虑列车特性及线路条件的列车牵引模型及列车速度曲线的多目标模型,在此基础上采用遗传算法对列车自动运行的目标速度曲线进行优化,最后以一段长1 000m,有限速要求及坡度变化的线路为例,用MATLAB建立仿真模型对该算法进行仿真验证,仿真结果表明优化之后的速度曲线可以满足上述各项指标,故算法有效。

基于仿真的铁路旅客列车提速潜力分析

介绍了我国铁路近年来在提高旅客列车运行速度中的措施 ,提出了旅客列车运行过程中采用目标速度策略对其进行控制的思路及算法 .通过对该策略的详细分析 ,从列车牵引计算的角度出发 ,利用作者开发的计算机仿真系统 ,对京广线旅客列车再提速的可行性进行了具体研究 。

城市轨道交通牵引系统仿真技术研究

回顾了国内外城市轨道交通系统仿真技术的发展现状,详细阐述了现有仿真系统存在的模型建立不够精确、列车与供电系统间的相互影响考虑不全面等问题导致仿真结果与实际偏差较大的特点,并从车辆与牵引供电网电气交互的角度仿真分析了列车的运行特性,说明牵引网电压变化对车辆牵引性能的影响,最后指出为研究城轨系统的实际运行特性,应进行车网结合的多列车、多工况动态联合仿真,同时还应开展通用仿真平台的研究,并提出使用PSCAD/EMTDC与MATLAB集成作为仿真开发平台.

电气化铁路牵引供电系统车网耦合的潮流计算方法

以多导体传输线模型为基础,推导了牵引变电所和分区所等值电路,构建了适用于不同结构和供电方式的牵引网统一数学模型。对列车牵引传动系统利用参数辨识的方法,建立了感应电动机并联静止负荷的数学模型,实现对列车更准确建模。以此为基础,开发了基于车网耦合潮流计算的电气化铁路牵引供电系统仿真软件。实例计算表明,该方法充分考虑列车与牵引供电网的交互影响,能够更真实地反映牵引供电系统的潮流分布,具有重要的工程应用价值。

车网耦合下高速铁路牵引网谐波谐振特性研究

为分析车网电气耦合关系对高速铁路牵引网谐波谐振特性的影响,基于正弦切割数学模型分析了高速列车四象限变流器脉冲波产生的机理;结合双边傅里叶级数与贝塞尔函数,推导出流入高速列车谐波负荷电流的计算公式,并提出了考虑车网电气耦合关系的诺顿谐波负荷模型。分别基于电流源与诺顿谐波负荷模型对牵引网进行谐波谐振模态分析,结果表明车网耦合关系影响牵引网谐波谐振特性。考虑车网耦合关系,进一步研究了列车运行于不同模式、位置及多车运行时谐波谐振频率的变化规律。最后讨论在分区所、自耦变压器所与变电所分别并联容性、感性与阻性元件对牵引网谐波谐振频率的影响。

基于阻抗分析的铁路车网耦合系统低频振荡研究

针对国内电气化铁路频繁发生低频振荡现象并造成机车牵引闭锁、供电系统保护跳闸等事故,围绕机车—供电网(车网)低频振荡的产生机理、影响因素进行理论与仿真分析,推导得到了车网阻抗模型。采用阻抗比稳定性判据,分析了机车数量、供电网等效阻抗和机车整流器控制参数等对车网系统低频振荡现象的影响规律。利用详细的车网时域仿真模型,验证了频域阻抗模型分析所得结论,为更好地抑制车网系统低频振荡现象提供了参考依据。

基于TCN动车组牵引电机控制系统建模方法研究

针对动车组交流异步牵引电机的空间分布性特点,讨论了基于列车通信控制网络(TCN)的牵引电机控制系统建模方法。采用输入输出反馈线性方法对牵引电机的5阶非线性模型进行线性化和解耦,之后将其引入基于TCN的动车组网络控制系统,并考虑了网络控制系统中的网络延迟。使用动态输出反馈控制方法,得到网络化的异步牵引电机控制模型。运用Lyapunov稳定性理论对闭环控制系统进行了稳定性分析,给出了系统的渐近稳定条件。

CRH动车组列车牵引计算系统研究与设计

动车组列车牵引计算是高速铁路运营和设计过程中的一个基础性环节,研究和开发动车组列车牵引计算系统对于提高高速铁路运营和设计效率具有重要意义。本文依据业务需求,对动车组列车牵引计算系统进行了系统分析和系统设计,并重点探讨了动车组列车牵引计算的计算模型、动车组操纵策略、动车组过分相计算等问题,提出了单质点和多质点相结合的简化计算模型,最后开发了动车组列车牵引计算系统的原型系统。

基于云模型的高速列车黏着控制

针对列车在运行过程中出现的空转现象,即在牵引过程中出现的轮轨间黏着控制的问题,提出一种基于云模型的黏着控制方法。根据黏着特性机理和列车的动力学方程,建立列车牵引仿真模型。针对列车的黏着系统的非线性、不确定性,设计双输入单输出的二维正态云模型黏着控制器。仿真结果表明:在外界条件发生极端突变的情况下,该控制方法都能使列车发挥最佳牵引力,有效抑制空转的发生,实现列车黏着控制。

地铁列车牵引计算的研究

列车牵引计算是整个城市轨道交通的重要组成部分。本文采用IEEE1474.1关于CBTC系统推荐的典型的安全制动模型,提出了一种城市轨道交通牵引计算模型,较好地实现了在整个列车运行过程中牵引过程的模拟。并在成都地铁1号线的基础上进行了仿真验证,证明了其可应用性。

HX_D1组合列车牵引与电制动模型的验证

为了验证重载列车牵引与电制动模型可靠性,以HX_D1型8轴9 600kW电力机车为研究对象,使用列车空气制动与纵向动力学联合仿真系统(TABLDSS)分别对惰行、牵引和电制动工况下的速度、车钩力等参数进行仿真计算并与试验比较。结果表明:车辆运行基本阻力模型在惰行工况下能够很好的模拟列车瞬时速度变化,最大误差0.9km/h;上坡道牵引工况下的仿真速度与试验最大误差在±1km/h内,第4车车钩力最大误差3.2%;下坡道制动工况下仿真速度误差0.8km/h,第4车车钩力最大误差3.7%,证明了建立的车辆运行基本阻力、牵引与电制动模型是准确的。

高速列车牵引电机的同步虚拟主轴控制

针对高速列车牵引电机的同步控制问题,分析了系统同步性对于列车运行状态的影响作,并比较了不同控制策略的优势与不足,提出了利用虚拟主轴控制满足列车牵引系统高同步性的需求的方案,在Matlab中结合传统的虚拟主轴控制理论及列车牵引电机实际运行情况,对传统虚拟主轴控制模型控制参数做出调整,对启动阶段的控制策略进行了优化,建立了一个包含四台永磁牵引电机的同步控制系统模型。利用所建模型分析了系统发生负载扰动,负载不平衡等情况下转速,转矩,转速差,转角差的变化情况,并分析了系统保持同步的临界条件。研究结果表明,将虚拟主轴控制策略应用在高速列车牵引电机的同步控制之中,有着同步性高、响应迅速等的优点,该控制策略有着良好的应用前景。

考虑舒适性的自动驾驶轨道列车牵引电机节能控制

为提升乘客在自动驾驶轨道列车中的体验感,保证自动驾驶轨道列车的安全运行,提出考虑舒适性的自动驾驶轨道列车牵引电机节能控制技术。构建自动驾驶轨道列车运动学模型,分析牵引和制动电机能耗。依据分析结果建立列车牵引电机节能控制目标函数,并以行驶速度、舒适性、准时性和精确停车设置约束条件。利用混沌算法和蛙跳算法改进标准差分进化算法求解目标函数,获取最优解,实现自动驾驶轨道列车牵引电机节能控制。实验结果表明,所提方法在预期速度跟踪性能、节能性、舒适性、精准停车和准点中表现更为优异,验证了所提方法应用下的自动驾驶轨道列车在满足乘客舒适性要求的基础上,获取了较好的牵引电机节能控制效果。

牵引供电系统建模及其对电网谐波的影响

利用Matlab/Simulink仿真软件,搭建了AT牵引供电系统的车-网联合仿真模型,并多角度分析其对电网谐波的影响.首先建立了考虑阻抗和导纳影响的牵引网集中参数模型,在此基础上搭建了全并联AT牵引供电系统仿真模型,之后将搭建的SS9型、CRH2型牵引负荷仿真模型连接在AT供电系统模型中.利用该车-网联合模型,仿真分析牵引负荷在不同位置、数量及型号下电网的谐波电流、电压的总畸变率.仿真结果表明该模型能更精确得反映牵引供电系统对电网谐波影响的实际情况.

高速列车牵引电机自适应故障诊断研究

为保证高速列车的安全高效运行,设计一种基于多模型方法的高速列车故障诊断与调节策略,实现了对未知牵引电机故障的准确诊断和给定速度曲线的渐近跟踪。首先,通过分析常见的牵引电机故障,建立故障模式集,得到每种故障模式下的高速列车参数化模型;再基于每种故障模式下的参数化模型设计自适应估计器,得到估计器集,并基于估计误差设计性能损失函数进行高速列车牵引电机自适应故障诊断;最后根据诊断出的故障模式和大小等信息设计高速列车自适应故障调节控制器,保证系统稳定和对给定速度曲线的渐近跟踪。仿真结果表明,设计的高速列车自适应故障诊断与调节策略能有效地实现对未知牵引故障的诊断和补偿。

高速磁浮直线同步电机推力波动抑制方法研究

高速磁浮直线同步电机推力波动是制约高速磁浮列车安全性的瓶颈之一,推力波动的抑制是提升磁浮列车安全可靠性与平稳舒适性的关键技术。本文对比常导高速磁浮与超导高速磁浮技术,介绍推力波动抑制的关键问题,概述悬浮间隙波动抑制控制方法、长定子直线同步电机精确建模以及推力波动抑制方向.

“内模式”传感器在变压器温升监测中的应用

牵引变压器的温升是变压器运行中的一个重要参数,该参数直接关系到主变压器运行的健康与安全。为了有效监测主变压器的温升,实现变压器冷却系统的优化控制,提出了一种基于支持向量机"内模式"传感器在线监测主变压器温升的方法。在一定程度上解决了牵引主变压器依靠传统方法测量温度,准确度差且不能在线实时检测温升的不足。通过现场主变实际运行的电气参数,由支持向量机算法建立的传感器,经训练后输出主变的温升数值。实验结果表明,该方法能够较准确在线检测主变压器的温升,对优化控制冷却系统,估计线圈绕组绝缘剩余寿命,保证主变安全运行,有较好的工程应用前景。

基于牵引计算的储能式轨道交通列车牵引负载特性与模型技术研究

阐述了储能式轨道交通列车的牵引计算数学模型,对列车牵引负载特性进行了分析。通过构建列车牵引负载仿真模型得到了列车运行工况曲线,为列车的正向设计提供了参考依据。