铁路救援起重机仿真器液压系统工作逻辑仿真及其动态可视化研究

发布时间：2017-04-20 17:21

  本文关键词：铁路救援起重机仿真器液压系统工作逻辑仿真及其动态可视化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国铁路运输事业的发展,先进的铁路救援起重机被引进,并以其强大的功能在铁路事故救援工作中发挥着重要作用。为充分发挥铁路救援起重机的功能,需要对铁路救援起重机驾驶员进行日常培训。最有效的培训方式是让受训人员在真实的灾难现场,操作真实的救援车辆,进行救援训练。但铁路救援起重机设备昂贵,不适合作为培训之用,灾难现场可遇不可求。铁路救援起重机仿真器采用虚拟现实技术设计出各种灾难场景,采用计算机仿真技术模拟铁路救援起重机的控制逻辑,再结合部分真车操纵设备,为受训司机提供逼真的灾难场景,真车的操作,真实的操作响应,适宜作为培训之用。为正确模拟铁路救援起重机液压系统的工作逻辑,本课题提出开发逻辑可视化仿真软件的研究目标。该软件不仅应能够正确模拟铁路救援起重机液压系统的工作逻辑,还应能够实现液压系统工作逻辑的实时、动态、可视化仿真。 铁路救援起重机自身突发故障会为铁路救援工作带来更大的困难,为使驾驶员能够迅速正确地解决铁路救援起重机自身故障,需要让驾驶员对铁路救援起重机的工作原理进行了解。逻辑可视化仿真软件能够为铁路救援起重机仿真器提供动态可视化的液压系统模型,以可视化的模型界面显示液压系统的原理,以动态变化显示液压系统的工作过程,易于理解和接受。而且逻辑可视化仿真软件以图元模型表示液压元器件,用可视化的方式建模,图元模型可复用,有效避免了重复开发,系统建模过程简单易学,模型维护方便。所以逻辑可视化仿真软件有很大的研究意义。 现有液压系统仿真软件多以理论研究、参数设计、离线仿真为主,没有能够提供实时、动态、可视化系统模型的软件。所以逻辑可视化仿真软的开发存在必要性。 本文的研究内容： 1.分析液压系统的结构组成、工作原理及液压元器件模型的建模需求。 2.针对液压系统的工作逻辑,对逻辑可视化仿真软件的底层算法进行设计。 3.针对逻辑可视化仿真软件实时仿真的需求,采用简化模型算法的方法来提高模型的实时性,并对各种液压元器件的实时仿真算法进行研究。 4.对逻辑可视化仿真软件的动态、可视化仿真的实现方式进行了研究。 5.对逻辑可视化仿真软件进行需求分析,编写软件模型层代码,参与软件控制层代码的编写,进行软件功能测试。 6.对铁路救援起重机液压系统的组成及工作原理进行分析。应用逻辑可视化仿真软件建立铁路救援起重机液压系统模型,并将模型应用到铁路救援起重机仿真器中,对模型的实时性、正确性、动态仿真及可视化仿真的功能进行测试。 本文的研究成果： 1.实现对液压系统工作逻辑的正确仿真。 2.提出各液压元器件的实时仿真算法。 3.实现液压系统工作逻辑的动态可视化仿真。 4.应用开发的逻辑可视化软件建立了铁路救援起重机液压系统模型,并将其应用到铁路救援起重机仿真器中测试。测试结果显示：铁路救援起重机液压系统模型能够满足实时、正确、动态、可视化的仿真需求。
【关键词】：实时 可视化 动态 液压系统 仿真
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U298.6;TH218
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 课题背景及研究意义12-13
• 1.2 液压系统仿真软件国内外发展现状13-15
• 1.2.1 国外发展现状13-14
• 1.2.2 国内发展现状14-15
• 1.3 课题主要研究内容及论文组织安排15-16
• 第2章 铁路救援起重机液压系统分析16-20
• 2.1 铁路救援起重机液压系统组成16-17
• 2.2 铁路救援起重机各系统工作原理17-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第3章 液压系统工作逻辑实时动态可视化仿真分析20-35
• 3.1 液压系统分析20-21
• 3.2 液压系统工作逻辑仿真21-26
• 3.2.1 模型数据结构分析21-22
• 3.2.2 模型数据存储结构分析22-24
• 3.2.3 系统模型逻辑算法分析24-26
• 3.3 实时仿真分析26-32
• 3.3.1 液压泵模型的实时算法26-28
• 3.3.2 液压缸模型的实时算法28-30
• 3.3.3 单向阀模型的实时算法30-31
• 3.3.4 溢流阀模型的实时算法31-32
• 3.4 可视化仿真分析32-33
• 3.5 动态仿真分析33-34
• 3.6 本章小结34-35
• 第4章 逻辑可视化仿真平台35-48
• 4.1 软件功能分析35
• 4.2 软件建模方法介绍35-37
• 4.2.1 模块化建模35-36
• 4.2.2 图形化建模36
• 4.2.3 可视化建模36-37
• 4.3 软件开发框架介绍37-39
• 4.4 软件对外接口介绍39-40
• 4.5 仿真平台40-47
• 4.6 本章小结47-48
• 第5章 铁路救援起重机液压系统仿真48-77
• 5.1 铁路救援起重机液压元器件模型48-66
• 5.1.1 液压元器件模型需求分析48
• 5.1.2 铁路救援起重机液压元器件模型48-66
• 5.2 铁路救援起重机液压系统模型66-69
• 5.3 铁路救援起重机液压系统模型应用与测试69-76
• 5.3.1 模型逻辑正确性测试69-71
• 5.3.2 模型实时仿真测试71-72
• 5.3.3 模型动态可视化仿真测试72-74
• 5.3.4 模型运算正确性测试74-76
• 5.4 本章小结76-77
• 总结与展望77-79
• 致谢79-80
• 攻读学位期间发表的论文及科研情况80-81
• 参考文献81-83

【参考文献】

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本文编号：319168