重载列车长大下坡制动过程优化控制研究

发布时间：2024-07-07 10:31

　　重载运输和高速运输是铁路现代化的两大重要的标志。重载铁路运输的发展引起了世界上许多国家的关注,并成为国际公认的铁路货运发展方向。重载列车是一个高度非线性、大惯性的复杂机电系统,且其运行线路长,环境复杂多变,在长大下坡道重载列车的运行过程更是有许多随机状态。因此,重载列车的长大下坡道运行控制比普通列车的控制要复杂许多。本文针对大秦线上长大下坡区段重载列车的运行时制动延时导致的列车纵向冲动,提出一种较优的制动控制策略并生成目标运行曲线同时运用隐式广义预测控制方法实现重载列车的速度跟踪控制。主要内容如下:1、重载列车在长大下坡道安全运行受线路情况和列车自身性能影响,在长大下坡道列车需进行循环空气制动来控制列车运行速度,这就要求合理地掌握列车制动与缓解时机。首先采集大秦线实际线路信息和HXD1重载列车性能参数,结合大秦线上优秀司机经验,在线路限速与列车性能等多个约束条件下提出一种较优的制动控制策略;然后通过重载列车运行过程中纵向冲动的减小以及列车平稳性的提高验证该控制策略的有效性;最后基于该控制策略生成一条长大下坡道列车速度运行曲线。2、重载列车的运行过程非线性高,这对于重载列车的建模与优化控...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
        1.1.1 重载运输的定义
        1.1.2 我国重载运输发展
        1.1.3 重载列车的基本运行模式
    1.2 重载运行过程纵向冲动研究现状
        1.2.1 重载列车运行过程纵向冲动研究的必要性
        1.2.2 国外研究现状
        1.2.3 国内研究现状
    1.3 重载列车制动技术
        1.3.1 Locotrol(无线遥控操纵系统)
        1.3.2 ECP电控空气制动系统
    1.4 重载列车长大下坡道制动控制存在问题
    1.5 本文主要研究内容
第二章 重载列车制动系统分析
    2.1 重载列车制动系统组成及原理
        2.1.1 列车制动系统组成
        2.1.2 列车制动控制原理
        2.1.3 列车空气制动延时
    2.2 本章小结
第三章 重载列车长大下坡制动控制策略
    3.1 重载列车纵向动力学分析
        3.1.1 纵向动力学方程的数值求解
    3.2 列车纵向动力学作用力计算
        3.2.1 列车牵引/电制动力
        3.2.2 列车运行阻力
        3.2.3 列车车钩力
        3.2.4 列车空气制动力
    3.3 列车制动控制策略
        3.3.1 坡度阈值b‰的确定
        3.3.2 制动控制策略流程
    3.4 仿真分析
        3.4.1 减小纵向冲动验证
        3.4.2 提高平稳性验证
        3.4.3 理想目标运行速度曲线
    3.5 本章小结
第四章 基于多模型的重载列车长大下坡速度跟踪控制
    4.1 重载列车运行过程建模
        4.1.1 多模型的辨识
        4.1.2 重载列车运行过程模型验证
    4.2 重载列车速度跟踪控制器设计
        4.2.1 隐式广义预测速度跟踪控制
        4.2.2 预测模型
        4.2.3 目标函数和最优控制律
        4.2.4 参数辨识
        4.2.5 预测向量f的求取
    4.3 重载列车速度跟踪控制方案
        4.3.1 重载列车运行评价指标
        4.3.2 跟踪目标速度曲线
    4.4 仿真分析
    4.5 本章小结
第五章 总结展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
个人简历在读期间发表的学术论文
致谢



本文编号：4003575