需求驱动的高速列车动力学参数优化设计方法研究及系统研制

发布时间：2017-10-15 21:25

  本文关键词：需求驱动的高速列车动力学参数优化设计方法研究及系统研制

  更多相关文章： 高速列车 动力学性能 用户需求 需求驱动 参数优化设计

【摘要】：高速列车经过多年的发展,已经形成了一系列成熟的车型,如200、250、300等不同时速级的高速列车系列。但随着运用条件的变化,高速列车的动力学性能也会随之受到很大的影响,且不同运用条件(如运行环境、地形、气候等)对高速列车功能、特征(速度、轴重等)、性能的需求也不同。在高速列车动力学性能设计过程中,传统的设计模式不仅不能及时地响应用户需求,而且对设计人员的经验要求较高,难以实现对设计经验的重用,降低设计效率。因此,本文从需求的角度出发,针对高速列车动力学性能,开展了需求驱动的高速列车动力学参数优化设计方法的研究,实现对动力学性能的设计。通过需求与设计的映射机制,将需求映射到设计中：基于映射结果,通过基于知识的动力学参数优化设计方法来对设计问题进行求解,该方法基于知识库快速获取值得关注的设计空间,减少对设计者经验的依赖,结合智能优化算法对动力学参数进行迭代计算,获取设计结果,以满足设计需求。本文的主要内容如下：(1)通过需求采集获取高速列车动力学性能相关运用需求,建立设计需求库；分析需求项对高速列车动力学性能设计的影响；建立需求与动力学设计之间的映射机制。(2)探讨需求映射方法,结合映射机制,将需求映射到动力学性能设计中；基于映射结果,研究基于仿真工况集的高速列车动力学性能设计方法,通过对设计问题求解,获取设计结果,以满足多个仿真工况的动力学性能要求。(3)为实现设计问题的求解,研究基于知识的高速列车动力学参数优化设计方法。该方法基于知识库快速获取设计空间；运用LS-SVM建立多工况下动力学计算的近似模型；结合动力学性能多目标优化策略、DE算法,实现动力学参数的优化设计。(4)根据以上方法和流程,基于VS2008平台,研制了需求驱动的高速列车动力学参数优化设计系统,最后通过实例计算,验证了设计方法的可行性。通过以上研究,建立了一套需求驱动的动力学参数优化设计方法,基于该方法,研制了一套设计系统,并且通过实例计算验证了系统的功能,为获取满足需求的参数设计方案提供了有效的技术手段。
【关键词】：高速列车 动力学性能 用户需求 需求驱动 参数优化设计
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U270.11
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 主要符号表8-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-14
• 1.2.1 基于需求的产品设计研究现状13
• 1.2.2 高速列车动力学参数设计方法研究现状13-14
• 1.2.3 运行条件对高速列车动力学性能影响分析的研究现状14
• 1.2.4 设计平台研究现状14
• 1.3 现有研究的不足14-15
• 1.4 本文研究内容15-16
• 第2章 高速列车动力学性能相关运用需求分析16-33
• 2.1 高速列车动力学性能相关运用需求采集方法16
• 2.2 高速列车动力学性能相关运用需求分析16-30
• 2.2.1 高速列车动力学相关运用需求项的提取18-19
• 2.2.2 高速列车运行环境分析19-20
• 2.2.3 运行环境对高速列车动力学性能设计的影响分析20-30
• 2.3 高速列车动力学性能相关运用需求描述30-32
• 2.4 小结32-33
• 第3章 需求驱动的高速列车动力学性能设计方法33-43
• 3.1 需求驱动的复杂产品设计方法33-34
• 3.2 需求驱动的高速列车动力学性能设计流程34
• 3.3 高速列车运用需求与其动力学性能设计的映射34-40
• 3.3.1 高速列车相关运用需求与其动力学性能设计的映射方法35
• 3.3.2 高速列车运用需求与其动力学性能设计输入的映射35-37
• 3.3.3 高速列车运用需求与动力学性能设计指标的映射37-39
• 3.3.4 高速列车相关运用需求与仿真工况集的映射39-40
• 3.4 基于工况集的高速列车动力学性能设计40-42
• 3.5 小结42-43
• 第4章 基于知识的高速列车动力学参数优化设计43-59
• 4.1 高速列车动力学性能设计知识获取43-52
• 4.1.1 确定高速列车动力学性能设计初始空间43-44
• 4.1.2 基于近似模型的高速列车动力学参数灵敏度分析方法44-50
• 4.1.3 高速列车参数灵敏度分析及设计空间缩减50-52
• 4.2 高速列车动力学性能设计知识的表达与存储52-53
• 4.3 基于知识的高速列车动力学参数优化设计53-58
• 4.3.1 基于知识的复杂产品设计方法53
• 4.3.2 工程优化问题53
• 4.3.3 基于知识的高速列车动力学参数优化设计53-58
• 4.4 小结58-59
• 第5章 需求驱动的高速列车动力学参数优化设计系统研制59-68
• 5.1 系统简介59
• 5.2 系统功能设计59-60
• 5.3 系统架构及功能模块设计60-61
• 5.3.1 系统框架结构设计60
• 5.3.2 系统功能模块的设计60-61
• 5.4 系统核心模块的功能实现61-62
• 5.4.1 需求映射模块的功能实现61
• 5.4.2 动力学参数优化设计的功能实现61-62
• 5.5 系统的应用实例62-67
• 5.5.1 设计需求的获取及映射62-63
• 5.5.2 高速列车动力学参数设计过程63-66
• 5.5.3 优化结果验证66-67
• 5.6 小结67-68
• 总结与展望68-69
• 总结68
• 展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士期间作者的科研成果73

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