摘要：针对低地板有轨电车用传统牵引电机布置不便、传动效率低等现状,提出一种盘式永磁电机直驱独立车轮方案.电机整体悬挂于构架外侧,使得电机质量为簧上质量.由尺寸方程估计电机基本尺寸后,再使用编写的电机CAD(Computer-aided Design)程序设计60kW电机以满足有轨电车牵引需求.采用基于滑模观测器的无位置传感器矢量控制方式对电机进行牵引控制.根据车辆导向控制特点,分别对转向架同侧电机和两侧电机进行差速控制.在MATLAB/Simulink平台下搭建电机控制模型,仿真结果表明,电机控制响应快、鲁棒性高;多个电机协调导向性能好,适应直道和弯道线路的控制需求.

摘要：提出一种基于地铁车辆二系回转角的线路曲率测量新方法,利用该方法可得到一位转向架所处位置的线路曲率半径,以此作为随后主动径向控制研究的关键参数,并基于此方法设计一种适用于地铁车辆的二系回转角测量装置。随后,提出一种地铁车辆主动径向控制方法,并设计出轮对定位与作动器集成的主动径向一体式装置。最后建立地铁车辆动力学模型,计算分析了线路曲率测量新方法及主动径向控制的效果,研究结果表明:线路曲率测量值与线路曲率实际值的同步性高,相对误差小,满足工程运用要求;主动径向控制下的地铁车辆曲线通过性能得到显著改善,且作动器输出力低、输出功率低。研究结果可为轨道线路曲率测量、地铁车辆主动径向技术提供工程化参考。

摘要：针对重载列车电控空气(ECP)制动系统,提出基于反步法的制动缸压力精确控制方法.通过等效连续化处理和线性化处理,建立具有严格反馈方式的ECP制动系统控制模型;引入已知上界的不确定项,采用指数趋近律的滑模变结构,实现系统局部鲁棒性;基于反步法设计控制律,构造误差变量以及Lyapunov函数;引入一阶滤波器,解决控制律中存在的“微分项数爆炸”问题.硬件在环试验结果表明:与传统控制器相比,基于反步法的制动缸压力控制器具有更高的控制精度,其稳态控制误差在±8 kPa内,且调压过程无明显超调;在控制器中引入控制死区,可以大幅降低AV/RV阀的动作次数,提高系统使用寿命.

摘要：为研究弹性轨道上磁悬浮列车的车轨耦合振动问题,以单磁铁-弹性轨道梁系统为对象,搭建单磁铁悬浮系统的车轨耦合振动数学模型,利用Kalman滤波器的状态估计功能,设计出2种状态反馈控制器,对比分析2种控制策略下悬浮系统的稳定特性。基于MATLAB/RTW及dSPACE系统搭建弹性梁磁悬浮实时控制试验台,验证考虑轨道弹性的控制策略的有效性。研究结果表明:若不计轨道梁的阻尼作用,不考虑轨道弹性的控制策略无法实现对磁悬浮系统的稳定控制,但在给定轨道梁阻尼的前提下,提高轨道梁刚度也可以使得系统稳定;考虑轨道弹性的控制方法,即使不计轨道梁的阻尼,也能够使系统在较低刚度的轨道梁上稳定悬浮。

摘要：根据动车组制动系统的制动减速度特性,运用列车牵引制动计算和运动学的相关理论,研究了动车组的制动计算方法,对动车组的制动近似算法产生的误差进行分析.基于目标减速度、单位基本阻力和单位坡道阻力等相关参数,给出了适用于动车组的制动计算方法,通过与CRH6A型动车组制动系统的性能型式试验实测数据进行对比分析,验证了计算方法的正确性.研究结果表明,该方法理论上能够计算出制动时间和制动距离的准确值,计算结果与试验结果具有良好的一致性,可满足制动计算的要求,为动车组制动系统的研发设计和系统优化提供依据.

摘要：建立包含车体弹性及车下设备的高速动车组精细化刚柔耦合动力学模型,研究车下设备固有频率优化取值,并研究车下设备偏心对整车振动性能的影响及其机理。结果表明,车下设备偏心会使车下设备六个方向自由度的振动发生耦合现象,导致各阶刚体振型及振型频率产生较大变化,致使车下设备固有频率偏离了原始设计最优值,减振效果降低、车辆运行平稳性变差。基于遗传算法,以解耦度为优化目标,以车下设备固有频率为约束条件,提出基于解耦度优化的车下设备悬挂系统各橡胶元件三向刚度协同设计方法。计算分析表明,车下设备各阶刚体振型可获得良好的解耦度,且悬挂系统减振效果显著,车辆运行平稳性得到有效改善。

摘要：智能化制动试验系统的核心是建立不同编组列车首车制动压力控制模型。从气动力学方程入手,建立了不同编组列车首车列车管充排气特性数学模型,该模型考虑了编组列车除首车之外的其余车辆充排气特性对首车列车管气压变化的影响。提出通过对制动阀有效截面积的设计计算,并带入所建立的数学模型中进行仿真试验,从而对研制新制动阀以及改进或检修制动阀提供理论基础与技术指导。利用列车制动试验台得到的试验数据与仿真结果进行对比分析,验证模型的准确性,并预测了更长编组列车首车列车管的初充气及常用制动时的气压数据。

摘要：为探究转向架蛇行运动对车体异常晃动的影响程度,首先,建立了多刚体的车辆系统模型,仿真再现了横向平稳性局部恶化现象.其次,基于模糊数学的欧式贴近度准则,定义了整个车辆系统所有模态之间的耦合度,以降低系统的耦合度为目标,对车辆悬挂参数进行了优化设计.计算结果表明:转向架蛇行运动的频率与车体横向振动的固有频率相接近时,车体横向发生耦合振动,恶化横向平稳性,此时车辆系统耦合度最大.通过优选车辆的悬挂参数,可有效降低耦合度,减弱车体横向耦合振动,消除横向平稳性局部恶化现象.

摘要：针对列车制动过程中因黏着条件恶化导致滑行的问题,提出基于黏着力观测器的新型防滑控制方法。采用观测器对制动过程中的利用黏着力进行实时观测,并基于轮对滑移率和车辆减速度设计防滑控制器进行防滑控制。采用Polach模型模拟轮轨间黏着力对控制器进行了仿真验证,结果表明新型防滑控制方法在持续低黏着和黏着条件2次突变的这2种不利工况下都能准确观测得到利用黏着力,使轮对的滑行程度得到有效控制,并能充分利用轮轨黏着。同时,本控制器通过在防滑过程中不断修正目标制动力,实现制动缸压力的平滑调节,避免了压缩空气的频繁反复充排。

摘要：采用μ综合方法设计了低地板有轨电车主动导向鲁棒控制器,以使其重新获取由于采用独立旋转车轮而失去的直线对中和曲线通过能力,同时对车辆系统的参数不确定性具有良好的鲁棒性能.建立了独立旋转车轮有轨电车的两轴车模型,模型中每个车轮和一个轮毂电机相联.通过控制同一车轴左右轮上的电机输出转矩实现车辆的主动导向控制.在Matlab软件中对控制器进行了仿真验证,结果表明控制算法能够同时满足系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,并使车辆获得良好的直线对中和曲线通过性能.