探索高速磁悬浮列车运行控制系统的研究与仿真

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1、北京交通大学硕士学位论文高速磁悬浮列车运行控制系统的研究与仿真姓名：吴丹申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：宁滨20040301Y586361北京交通大学硕_1于研究生学位论文高速磁悬浮运行控制系统的研究与仿真摘要磁悬浮列车是一种新型的交通工具，它利用电磁力(吸力或斥力)实现列车悬浮和导向，车辆与轨道间完全没有机械接触，并利用直线电机驱动列车进行高速运行。如果其悬浮、导向和驱动系统是支撑磁悬浮列车运行的“四肢”，那么磁悬浮列车运行控制系统(MOCS:MaglevOperationControlSyste

2、m)则是支持列车运行的“大脑和神经”。MOCS在磁悬浮列车运行过程中起着相当重要的作用。本文是对高速磁悬浮运行控制系统和它仿真进行研究。在国外，日本和德国对磁悬浮列车及其运行控制系统的研究最具代表性和先进性。通过引进德国的Transrapid列车技术，我国已在上海建成了世界上第一条高速磁悬浮列车商业运营线路，并取得了试运行成功。在国内，对磁悬浮列车的研究主要集中在中低速列车上，对高速磁悬浮列车，包括它的运行控制系统的研究则刚刚起步。论文对日本和德国的MOOS系统的组成和各部分的功能做了详细的介绍。为了仿真的需要，论文详

3、细分析了列车在各种运行工况下的各种受力情况，包括阻力、驱动力和制动力等，并建立了可靠的阻力模型和制动模型。分析并建立了列车运动学模型，为MOOS系统的仿真打下基础。论文还讨论了磁悬浮列车运行特殊的变电站的转换问题、自动防护问题和自动驾驶问题，并提出了相应的处理策略。论文在较完善的模型建立的基础上，利用面向对象仿真技术对系统的部分功能进行了仿真实现，并建立了良好的用户界面。并对几种不同仿真目的的方案进行了仿真，并对结果进行了分析。分析结果表明了模型对列车参数、线路参数、临时限速、车站设置等参数变化的灵敏性，并证明了运行仿

4、真模型的有效性。关键词:磁悬浮列车:运行控制系统;自动防护;模型;仿真琴师讨:1k北京交通大学硕士研究生学位论文高速磁悬浮运行控制系统的研究与仿真ABSTRACTMaglev(MagneticallyLevitatedVehicle)isanewtypevehicle,whichusesmagneticforces(attractiveforceorrepulsiveforce)toliftand卵dewithoutcontactbetweenvehicleandguideway,andwhichusesalinear

5、motortodriveatahighspeed.Ifitslevitation,guidanceandpropulsionsystemareits"limbs",Maglevoperationcontrolsystem(MOCS)isits"brainandnerve".MOCSplaysaveryimportantroleintheoperationofmaglev.Thispaperisfocusedontheresearchofoperationcontrolsystemanditscomputersimula

6、tionforhigh-speedMaglev.Inforeigncountries,JapanandGermanarerepresentativesinrespectofresearchonmaglevanditsoperationcontrolsystem.ByimportingtheTransrapidtechnologyfromGermany,thefirstcommerciallineofhigh-speedMaglevhasbeeninitstestoperationsuccessfullyinShangh

7、aiinChinain2003.Theresearchonmaglevwerefocusedonthelow-speedandmedium-speedmaglev,whiletheresearchonhigh-speedmaglevincludingitsoperationcontrolsystemisjustbeginningInChinaThethesisintroducesindetailthecomponents,whichareincludedbyMOCSsystemofJapanandGerman,andt

8、heirfunctions.Forthesimulation,thethesisanalysestheforceswhichactonthetraininthevariouscase,includingresistance,propulsion,brakeforceandsoon.Andthereliableresistancea