基于虚拟样机技术的机车防空转研究.pdf

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1、分类号密级基于虚拟样机技术的机车防空转研究研究生姓名：豆兵兵指导教师姓名、职称：何静教授副指导教师姓名、职称：刘建华讲师学科专业：电力电子与电力传动研究方向：现代电力传动及其故障诊断湖南工业大学二〇一八年六月十三日摘要随着我国经济的快速发展，对铁路运输能力的要求也越来越高。但由于我国地域宽广、地形和线路复杂，使得机车轮轨面经常发生变化，导致机车在运行过程中空转问题时常发生，对机车的运行效率产生了严重影响。因此，为了提高铁路的运输能力，必须加强对机车防空转控制方法的研究。在对机车防空转控制方法进行研究时，采用物理样机会造成巨大浪费，并且对

2、于复杂工况运用物理样机模型也很难进行试验。而运用虚拟样机技术对机车进行试验研究时，将能够节约大量成本，并且可以对各种试验工况进行模拟。论文主要研究工作如下：通过学习国内外关于机车空转识别判据和防空转控制方法的大量文献资料，对目前机车防空转控制方法进行总结和分析比较，总结出具有研究意义的问题。同时，广泛查阅了关于国内外机车建模仿真方式，寻求更利于反映机车特性的仿真方式。针对运用简化机车模型进行防空转控制系统研究所存在的问题，给出了ADAMS虚拟样机搭建的机车多体动力学模型，并在此基础上与MATLAB/SIMULIK一起建立协同仿真平台。这

3、将有利于解决机车子系统间的耦合作用，使得试验中的机车系统模型能够较为准确的反映实际车辆系统特性，以达到对机车的控制方法进行验证。针对机车在防空转控制过程中，机车控制方法受轴重转移影响较大的问题，提出在轴重转移下的机车防空转控制方法。该方法利用对机车轮轴分别进行控制，以确保机车在发生空转后，每个轮轴都能迅速恢复正常，使机车可以在轨面上高效运行。针对粘着特性曲线斜率法在空转识别和最优粘着点获取方面所存在的问题，提出改进粘着特性曲线斜率法的机车防空转方法。该方法运用粘着系数和蠕滑速度的微分共同作为机车所处状态的识别判据，可以在复杂的运行环境下

4、对机车所处状态进行准确的判别。并设置新的最优粘着点判据，使机车的粘着性能得到提高。关键词：机车防空转；虚拟样机技术；多体动力学模型；轴重转移IABSTRACTWiththerapiddevelopmentofChina'seconomy,thedemandforrailwaytransportationcapacityisalsoincreasing.However,duetothewidegeographicalarea,complexterrainandlinesinChina,thetracksurfaceofthewheelso

5、ftheengineoftenchanges,causinglocomotiveproblemsduringtheoperationoflocomotivestooccurfromtimetotime,whichhasaseriousimpactontheoperatingefficiencyoflocomotives.Therefore,inordertoimprovetherailway'stransportcapacity,itisnecessarytostrengthentheresearchonlocomotiveanti-s

6、lipcontrolmethods.Whenresearchinglocomotiveanti-slipcontrolmethods,theuseofphysicalprototypesleadstohugewaste,anditisdifficulttousephysicalprototypemodelsforcomplexconditions.Theuseofvirtualprototypingtechnologytotestthelocomotivewillsavealotofcosts,andcansimulateavariet

7、yoftestconditions.Thestudyisshownasfollows:Throughstudyingalargeamountofdocumentsathomeandabroadaboutlocomotiveslipidentificationcriteriaandanti-slipcontrolmethods,thispapersummarizesandanalyzesthecurrentmethodsoflocomotiveanti-slipcontrolandconcludestheresearchissues.At

8、thesametime,extensivelyconsultedaboutmodelingandsimulationoflocomotivesbothathomeandabroadandsoughtasim