铁道车辆制动防滑控制仿真[1]

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1、国内图书分类号：U270．1国际图书分类号：629．4西南交通大学研究生学位论文铁道车辆制动防滑控制仿真年级：三Q二Q级姓名：韭金宣申请学位级别：工猩亟±童些堂僮专业：奎堑工程指导教师：湿淫蝰婴究员二。一三年六月ClassifiedIndex：U211．5U．D．C：U491．9SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSIMULATIONONANTI．SLIPCONTROLOFRAII，WAYVEHICLEBRAKEGrade：2010Candidate：ZhangHejiAcademicDegreeAppliedfor：Mas

2、terDegreeSpeciality：VehicleEngineeringSupervisor：Prof．WenZefengJun．2013西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密团，使用本授权书。学位论文储虢孙伶吉日期：汐哆年7月午日指导老师签名：范睦磅日叫声

3、7岬西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：(1)建立了车辆制动防滑控制系统模型，包括车辆系统动力学模型、制动防滑控制逻辑、再生和空气制动力计算模块。车辆系统动力学模型采用多体系统动力学软件Simpack建立，而其他模块在Matlab／Simulink中建立，这样可实现动力学和控制系统的联合仿真。(2)研究了轮轨黏着特性对车辆制动防滑性能的影响。利用Polach黏着模型模拟了不同的黏着特性，分析了摩擦系数∥D、黏着缩减系数‰和滑动缩减系数赂三个参数对对制动性能的影响。并讨论了曲线半径对车辆制动的影响。(3)基于上述制动防滑控制系统模

4、型，研究了空气制动和再生制动特性对车辆制动防滑性能的影响。(4)探讨了制动防滑控制逻辑中的门限值参数(车辆减速度阈值、蠕滑率阈值和滑动速度阈值)对车辆制动性能的影响。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：琵伶舌日期：加『7年7月午日西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要安全制动是实现列车高速重载所面临的一个十分重要的课题，这就要求列车必须

5、具有足够的制动能力并实现制动能力的充分发挥，而制动防滑控制是列车安全制动的重要保证。现有轨道车辆的制动主要通过轮轨间的黏着来实现，也就是黏着制动。轮轨黏着问题虽然目前已经做了大量研究，但轮轨黏着的理论还远未达到完善的程度。鉴于上述原因，有必要深入研究黏着特性对车辆制动影响。本文主要开展以下工作：(1)建立了车辆制动防滑控制系统模型，包括车辆系统动力学模型、制动防滑控制逻辑、再生和空气制动力计算模块。车辆系统动力学模型采用多体系统动力学软件Simpack建立，而其他模块在Matlab／Simulink中建立，这样可实现动力学和控制系统的联合仿真。(2)研究了轮轨黏着特性对车辆制动

6、防滑性能的影响。利用Polach黏着模型模拟了不同的黏着特性，分析了摩擦系数∥D、黏着缩减系数‰和滑动缩减系数肠三个参数对对制动性能的影响。并讨论了曲线半径对车辆制动的影响。(3)基于上述制动防滑控制系统模型，研究了空气制动和再生制动特性对车辆制动防滑性能的影响。(4)探讨了制动防滑控制逻辑中的门限值参数(车辆减速度阈值、蠕滑率阈值和滑动速度阈值)对车辆制动性能的影响。通过上述研究发现：(1)在决定黏着特性的参数中对车辆制动性能影响最大是摩擦系数，黏着曲线上升段特性和下降段特性对车辆制动影响不大；(2)在本文选取的工况下曲线半径对制动距离的影响很小，但随着区线半径的减小会显著延

7、长制动时间；(3)空气制动和再生制动力矩在制动过程中都会增大，但两者增大的原因不同。空气制动防滑动作会造成车轮线速度的波动；(4)逻辑门限值控制中加速度阈值的选取不能过大也不能过小。过大会造成车轮在恶劣工况下打滑，过小则不能实现黏着的最佳利用。蠕滑率门限值和滑动速度门限值对制动性能影响不大。关键词：制动防滑；车辆动力学；黏着；逻辑门限值控制；计算机仿真西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractSafetybrakeisanimportantissueforhigh—speedan