基于粘滑特性的高速列车最优粘着控制研究
发布时间：2021-11-12 15:01
近年来,随着高速列车的不断提速与优化,人们无疑对列车粘着性能的要求也逐步提高。而在列车的运行过程中,列车轮轨之间的粘着程度对其所处轮轨表面的情况非常敏感,受到多种因素的影响。如果发生空转或滑行而不能及时控制,可能导致轮轨接触不良、轮轨发热和轮轨擦伤等现象,甚至会出现脱轨等严重事故,这将会危及全民的安全。因此,研究高速列车轮轨粘着问题具有重大的实际意义。本文主要针对高速列车的粘着控制方法进行相关研究。以提高粘着利用率为最终目的,探究了一种基于粘滑特性的高速列车轮轨最优粘着控制策略,主要研究内容如下:第一,从高速列车的牵引机理和轮轨粘着原理出发,分析了轮轨粘着力产生的本质、轮轨的蠕滑现象以及粘着特性,同时也介绍了影响轮轨粘着系数的主要因素;第二,分析并得出列车牵引系统的动力学方程,以CRH2A型列车为例,在Matlab/simulink环境中搭建列车单轴动力学模型,给予10N级位牵引力作为驱动,并与实际运行特性比较,验证模型了有效性,为后续研究奠定基础;第三,针对粘着系数难以实时获得的问题,构建全维状态观测器,并且适当地配置极点,旨在能够有效利用反馈矩阵来更加准确地估算出负载转矩,最终间接...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“和谐号”
“复兴号”
基于粘滑特性的高速列车最优粘着控制研究-2-图1.2“复兴号”问题，铁路运输无疑将面临着运输量的迅速增长和运输动能不足之间的矛盾这一个巨大的挑战。为了缓解此矛盾，国家相关部门积极实施相应的应对措施，其中融合增加轴重和提升列车运行速度便是有效的措施之一。目前，我国已投入运营的高铁运行里程约已达到2.9万多公里，其运营时速居世界首榜。增加轴重的方法虽然有效，但同时也会增加轮轨之间的接触应力，从而导致轮轨损伤、擦伤等严重现象，由此引起的桥、涵、轮、轨等基础设施的改造也将会增大投资成本，同时对机车本身的改造也会使得工程量与投资量增大很多。所以，考虑从基础设施改造或者从机车本身的改造的角度解决此问题势必会引起投资过大，综合考虑此方案欠佳。在铁路运输研究中，高速列车牵引/制动性能的良好发挥主要是依赖于轮轨粘着的作用[4]。根据轮轨粘着-蠕滑特性曲线，轮轨之间所能提供的粘着牵引力会受到雨雪、油污、落叶等诸多外界环境因素的影响，最终会直接影响列车实际牵引性能的最优发挥。因此，为了达到我国铁路运营的最佳经济指标，无论是从通过增加轴重以提升列车的牵引性能图1.3雨雪因素图1.4落叶因素
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RBF神经网络的参数自适应PID变桨控制器的设计[J]. 张真源,刘国荣,杨小亮,刘科正,邓争. 电力系统及其自动化学报. 2020(05)
[2]递推最小二乘法及概率性质的研究[J]. 杨洋,鲁明星. 矿山测量. 2019(02)
[3]EKF在机车最优黏着控制中的应用[J]. 何静,何云国,张昌凡,赵凯辉,左新甜,杨步充. 电子测量与仪器学报. 2019(02)
[4]重载机车轮轨黏着利用技术研究综述[J]. 何静,刘建华,张昌凡. 铁道学报. 2018(09)
[5]重载机车滑模极值搜索最优粘着控制研究[J]. 赵凯辉,李燕飞,张昌凡,何静,李鹏. 电子测量与仪器学报. 2018(03)
[6]列车传动最优黏着控制策略研究[J]. 吴能峰,钟立群,杨北辉,王辉华. 铁道机车车辆. 2018(01)
[7]基于滑模极值搜索的无级变速器夹紧力控制策略[J]. 韩玲,安颖,SOHEL Anwar,赵希禄. 机械工程学报. 2017(04)
[8]地铁车辆轮轨低粘着问题改善措施探讨[J]. 陈国清,郑玄. 机车电传动. 2016(03)
[9]高速列车牵引传动优化黏着控制方法研究[J]. 胡亮,杨中平,林飞. 电气传动. 2015(03)
[10]基于轨面辨识的电力机车粘着控制仿真研究[J]. 黄景春,唐守乾,林鹏峰,任强. 计算机仿真. 2015(01)
博士论文
[1]机车黏着智能优化控制研究[D]. 李宁洲.西南交通大学 2015
[2]地铁牵引电传动系统关键控制技术及性能优化研究[D]. 赵雷廷.北京交通大学 2014
[3]地铁动车牵引传动系统分析、建模及优化[D]. 林文立.北京交通大学 2010
硕士论文
[1]基于最优蠕滑率的重载机车防空转控制[D]. 左新甜.湖南工业大学 2019
[2]高速列车黏着集成防滑控制方法[D]. 何云国.湖南工业大学 2019
[3]重载电力机车最优粘着利用及防空转控制研究[D]. 李鹏.湖南工业大学 2019
[4]基于黏着与滑模控制的高速列车制动方法研究[D]. 史来诚.湖南工业大学 2019
[5]基于极值搜索的重载机车最优粘着控制研究[D]. 李燕飞.湖南工业大学 2018
[6]动车组牵引电机黏着控制研究[D]. 徐诗孟.大连交通大学 2018
[7]低粘着状态下机车粘着状态估计方法研究[D]. 王新霞.西南交通大学 2018
[8]高速列车的神经网络自适应容错PI控制[D]. 张路.北京交通大学 2018
[9]基于RBF神经网络的PID自校正控制研究及应用[D]. 朱逢锐.安徽理工大学 2017
[10]风电机组的改进型极值搜索MPPT控制方法研究[D]. 李晗颖.华北电力大学(北京) 2017
本文编号：3491153
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“和谐号”
“复兴号”
基于粘滑特性的高速列车最优粘着控制研究-2-图1.2“复兴号”问题，铁路运输无疑将面临着运输量的迅速增长和运输动能不足之间的矛盾这一个巨大的挑战。为了缓解此矛盾，国家相关部门积极实施相应的应对措施，其中融合增加轴重和提升列车运行速度便是有效的措施之一。目前，我国已投入运营的高铁运行里程约已达到2.9万多公里，其运营时速居世界首榜。增加轴重的方法虽然有效，但同时也会增加轮轨之间的接触应力，从而导致轮轨损伤、擦伤等严重现象，由此引起的桥、涵、轮、轨等基础设施的改造也将会增大投资成本，同时对机车本身的改造也会使得工程量与投资量增大很多。所以，考虑从基础设施改造或者从机车本身的改造的角度解决此问题势必会引起投资过大，综合考虑此方案欠佳。在铁路运输研究中，高速列车牵引/制动性能的良好发挥主要是依赖于轮轨粘着的作用[4]。根据轮轨粘着-蠕滑特性曲线，轮轨之间所能提供的粘着牵引力会受到雨雪、油污、落叶等诸多外界环境因素的影响，最终会直接影响列车实际牵引性能的最优发挥。因此，为了达到我国铁路运营的最佳经济指标，无论是从通过增加轴重以提升列车的牵引性能图1.3雨雪因素图1.4落叶因素
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RBF神经网络的参数自适应PID变桨控制器的设计[J]. 张真源,刘国荣,杨小亮,刘科正,邓争. 电力系统及其自动化学报. 2020(05)
[2]递推最小二乘法及概率性质的研究[J]. 杨洋,鲁明星. 矿山测量. 2019(02)
[3]EKF在机车最优黏着控制中的应用[J]. 何静,何云国,张昌凡,赵凯辉,左新甜,杨步充. 电子测量与仪器学报. 2019(02)
[4]重载机车轮轨黏着利用技术研究综述[J]. 何静,刘建华,张昌凡. 铁道学报. 2018(09)
[5]重载机车滑模极值搜索最优粘着控制研究[J]. 赵凯辉,李燕飞,张昌凡,何静,李鹏. 电子测量与仪器学报. 2018(03)
[6]列车传动最优黏着控制策略研究[J]. 吴能峰,钟立群,杨北辉,王辉华. 铁道机车车辆. 2018(01)
[7]基于滑模极值搜索的无级变速器夹紧力控制策略[J]. 韩玲,安颖,SOHEL Anwar,赵希禄. 机械工程学报. 2017(04)
[8]地铁车辆轮轨低粘着问题改善措施探讨[J]. 陈国清,郑玄. 机车电传动. 2016(03)
[9]高速列车牵引传动优化黏着控制方法研究[J]. 胡亮,杨中平,林飞. 电气传动. 2015(03)
[10]基于轨面辨识的电力机车粘着控制仿真研究[J]. 黄景春,唐守乾,林鹏峰,任强. 计算机仿真. 2015(01)
博士论文
[1]机车黏着智能优化控制研究[D]. 李宁洲.西南交通大学 2015
[2]地铁牵引电传动系统关键控制技术及性能优化研究[D]. 赵雷廷.北京交通大学 2014
[3]地铁动车牵引传动系统分析、建模及优化[D]. 林文立.北京交通大学 2010
硕士论文
[1]基于最优蠕滑率的重载机车防空转控制[D]. 左新甜.湖南工业大学 2019
[2]高速列车黏着集成防滑控制方法[D]. 何云国.湖南工业大学 2019
[3]重载电力机车最优粘着利用及防空转控制研究[D]. 李鹏.湖南工业大学 2019
[4]基于黏着与滑模控制的高速列车制动方法研究[D]. 史来诚.湖南工业大学 2019
[5]基于极值搜索的重载机车最优粘着控制研究[D]. 李燕飞.湖南工业大学 2018
[6]动车组牵引电机黏着控制研究[D]. 徐诗孟.大连交通大学 2018
[7]低粘着状态下机车粘着状态估计方法研究[D]. 王新霞.西南交通大学 2018
[8]高速列车的神经网络自适应容错PI控制[D]. 张路.北京交通大学 2018
[9]基于RBF神经网络的PID自校正控制研究及应用[D]. 朱逢锐.安徽理工大学 2017
[10]风电机组的改进型极值搜索MPPT控制方法研究[D]. 李晗颖.华北电力大学(北京) 2017
本文编号：3491153
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