直线电机轮轨交通线路最小平曲线半径研究

良好的曲线通过能力是直线电机轮轨交通最显著的特点之一.本文首先对影响线路平曲线最小半径的主要因素进行了分析,并结合该系统技术特点确定了其合适的指标值.然后,应用行驶动力学理论,对曲线半径、速度与超高等曲线要素进行初步匹配.再利用所建的直线电机轮轨交通车辆/线路动力学模型分析相关线路参数对系统动力响应的影响规律.最后,基于广州地铁4号线系统技术规格,提出了该系统线路平曲线最小半径的推荐值.     

直线电机驱动地铁车辆运行阻力试验研究

广州地铁5号线地铁车辆为直线电机驱动车辆,为确定其运行阻力特性,在业主线路上进行增购列车运行阻力试验,推算出直线电机驱动地铁车辆的单位运行基本阻力公式,并与传统的旋转电机驱动地铁车辆的单位运行基本阻力进行比对,结果表明前者具有更好的运行阻力特性,在较高速度运行时具有更小的单位运行基本阻力.     

广州地铁APM线限界设计

广州地铁APM线所采用的系统,与以往地铁的钢轮钢轨系统完全不同,其采用的是类似公交的胶轮和钢筋混凝土路面的自动旅客输送系统,因此,其限界设计的思路和方法与其他普通地铁线路截然不同,尤其是故障状态下的限界、道岔处的限界设计,车站屏蔽、站台板、有效站台内外等处的限界设计,都需要在普通轮轨系统限界设计方法的基础上作出与其相适应的特殊处理与设计,本文重点在上述方面作较为详细的介绍,对类似工程具有一定的借鉴意义。     

重庆市轨道交通六号线轨道交通制式的选择

我国是一个能源相对匮乏的国家,随着国民经济持续快速发展,我国已经成为世界能源消耗大国,粗放型的经济增长导致我国能源消耗指标远高于发达国家,近年来节能降耗减排已经成为国民经济发展的重中之重,也成为衡量企业科学发展的核心指标。地铁车辆的牵引能耗是占地铁系统总能源消耗比例最大的部分,列车牵引的巨大耗能不仅直接影响到地铁公司的经济效益,也与我国推行的节能减排的政策不符,近年来我国各城市都投入了大量资金研究降低地铁车辆牵引能耗及再生制动技术的利用问题。直线电机系统以其转弯半径小、无粘着驱动爬坡能力强等明显的优势,逐渐成为我国各城市选择轨道交通制式的对象之一,但是其牵引耗电大的致命缺点使我们在进行制式选择是陷入了两难的境地,但是随着广州4、5、6号线及北京机场线对直线电机系统的选用,本文着重从节能的角度客观的分析重庆轨道交通6号线选用普通轮轨系统或直线电机系统的优缺点,共同探讨选择重庆市6号线合理的轨道交通制式。     

直线电机车辆技术及其在广州轨道交通4号线的应用

概要介绍了直线电机驱动的系统原理,分析直线电机车辆的技术特点,介绍直线电机车辆技术在广州轨道交通4号线的应用情况。     

直线电机地铁车辆-轨道垂向耦合动力学模型

直线电机地铁是一种新型的城市轨道交通系统.本文基于动力有限元和耦合振动理论,考虑轮轨关系以及直线感应电机和反力板之间的相互作用,建立了直线电机地铁系统车辆-轨道垂向动力学模型.通过数值计算,验证模型的有效性,并给出计算结果.     

地铁司机站台作业效率提升对策浅析

随着广州地铁线网不断扩大,客流量不断攀升,3号线的运能与运量的矛盾日益凸显。增加上线列车数,压缩发车间隔是解决线路运力不足的主要手段,但3号线目前的行车效率已经无法满足线路继续加车的需求。司机站台作业效率不高是目前3号线行车效率最主要的影响因素之一。该文通过对广州地铁3号线司机站台作业环节中存在的问题及影响因素进行分析,提出了对车辆设备进行技术改造、加强和优化司机站台作业管理、提高乘客乘降效率的对策。     

铝合金地铁车内低频结构噪声特性预测

针对轨道不平顺引起地铁车辆车体壁板振动产生的车内低频结构噪声问题,建立了铝合金地铁车辆车体结构有限元模型、车内声场边界元模型和车辆轨道耦合模型,进行了动力学分析,得到轨道随机不平顺激励下,车体所受激励载荷并施加于车体结构的有限元模型,在ANSYS软件中进行了车体结构谐响应分析,得到车体振动响应.将得到的车体振动响应作为边界条件传递给车内声场边界元模型,在SYSNOISE软件中计算了频率0～200 Hz范围内车内不同位置的低频结构噪声分布特性.结果表明:车内最大声压级超过75 dB;车体结构特点以及激励载荷情况直接影响车内结构噪声特性;减少轮轨激励载荷或优化车体结构,均可降低车内结构噪声.     

直线电机地铁车辆制动系统研究

文章分析了直线电机地铁车辆制动系统的特点．特别研究了再生制动、高转差率制动和能耗制动等电气制动形式在直线电机地铁车辆中的应用．还对比分析了两种直线电机地铁的制动系统，并提出直线电机地铁制动系统设计的建议．     

轨底坡对运营地铁轮轨接触特性的影响分析

为研究不同轨底坡条件下实际运营地铁列车的轮轨接触特性,采用轮轨接触空间迹线方法计算分析了轨底坡对轮轨接触几何参数的影响,并建立某地铁B型车辆动力学模型,详细分析了不同线路条件下轨底坡对车辆动力学性能的影响规律.研究表明:LMCHN60轮轨匹配条件下,轨底坡在1/45～1/20范围内轮轨接触点分布连续,特别是直线段在轨底坡为1/20、曲线段在轨底坡为1/40时轮轨匹配性能良好;运营条件下车轮踏面凹磨造成等效锥度过大,轮轨接触点分布不连续,易造成异常晃车;曲线地段车轮踏面凹磨限制了轮对横向运动,导致轮对对中困难,轮轨接触匹配不良,易造成轮轨滚动接触疲劳.     

五转向架城轨磁浮车辆的动力学

为了研究城轨磁浮车辆的动力学特性,利用Catia及ADAMS软件,通过合理简化,建立了五转向架城轨磁浮车辆的动力学虚拟样机模型,并对该模型进行了两种工况下的数值仿真.在静悬浮工况下,车体在垂向、横向和纵向都产生振动,但以垂向振动为主,通过分析垂向振动参数,证明车辆具有较好的平顺性指标.在R70m的弯道工况下,仿真值与计算值基本一致,验证了模型的正确性.     

连续工况下基于PID+LQR算法的自动驾驶车辆横纵向耦合控制

为提高自动驾驶车辆的路径跟踪精度,针对自动驾驶车辆横纵向耦合控制问题,提出了带有前馈控制的PID+LQR联合控制策略。首先,利用二自由度车辆动力学构建路径跟踪误差数学模型,制定横纵向控制流程。随后,设计了用于横向控制的LQR控制器和用于纵向控制的PID控制器,将横纵向控制器进行整合,使得车辆在接收到决策规划系统给出的期望指令后可以进行跟踪行驶。借助CarSim和MATLAB/Simulink联合仿真平台,在连续工况下对该控制策略进行测试。结果表明,提出的横纵向耦合运动控制策略可以控制车辆沿着规划的轨迹行驶,且可将跟踪误差控制在较小的范围内。     

紧急变道工况鲁棒性车辆轨迹跟踪策略

提出一种基于凸多面体方法的鲁棒性静态反馈紧急工况轨迹跟踪策略.使用侧向位移误差和车辆横摆角误差建立车辆轨迹跟踪模型.针对车辆紧急避让中车辆动态特性高度非线性的问题,使用凸多面体方法建立车辆轨迹跟踪的鲁棒性控制策略.通过Matlab和Carsim软件的联合仿真表明,本文的车辆轨迹跟踪策略具有较为良好的性能和鲁棒性.     

基于dSPACE的液压式主动稳定杆实验平台设计

为研究液压式主动稳定杆对汽车在高速转向时侧倾稳定性的影响,设计并实现了液压式主动稳定杆硬件在环(hardware-in-the-loop,HIL)仿真实验平台。以单/双轴通用稳定杆实验台架为基础,使用MC9S12DG128单片机为核心设计控制器,利用dSPACE实时仿真系统运行整车动力学模型,研究典型转向工况和不同类型路面激励情况下的液压式主动稳定杆对车辆侧倾稳定性的改善情况。实验结果表明,该实验平台能够很好地模拟实验环境,为主动稳定杆系统的开发提供了有力的支持。     

四轮独立转向无人车辆斜向行驶轨迹跟踪控制方法

针对四轮独立转向电动汽车转向系统成本高、但功能开发程度低的问题,提出一种车辆斜向行驶控制策略,优化四轮独立转向电动汽车换道过程中的行驶稳定性. 基于四轮独立转向电动汽车横向、纵向二自由度车辆模型,提出一种横纵向耦合轨迹跟踪控制方法,该方法基于线性时变模型采用模型预测控制（MPC）算法,对横向偏差、航向角偏差及纵向速度偏差进行闭环控制. 设计车辆稳定性控制器,包括横摆力矩控制器和转矩分配控制器,同时提高车辆轨迹跟踪精度和行驶稳定性. 最后搭建Simulink/Carsim/Prescan联合仿真平台,对四轮独立转向电动汽车双移线工况进行模拟换道仿真,仿真结果证明了斜向变道的可行性和横纵向耦合轨迹跟踪控制方法的有效性.      

考虑道路几何设计的智能网联车队横纵向协同控制

针对智能网联车队行驶过程中车辆跟驰和路径跟踪的横纵向协同控制,建立三自由度车辆动力学模型并将其作为控制系统,基于改进的智能驾驶员模型模型设计分层式纵向控制器;基于预瞄-跟随理论设计横向控制器.考虑车辆纵向、横向运动的耦合特性,以纵向速度作为横向控制器的状态变量设计横纵向协同控制策略,在CarSim/Simulink仿真平台搭建车队横纵向协同控制器.采用单移线、隧道工况验证控制器的横向、纵向控制性能;考虑道路弯道、坡度和超高等道路几何设计,设置匝道工况验证控制器横纵向协同控制性能并分析道路超高对车辆跟驰和路径跟踪精度及稳定性的影响.结果 表明:控制器能实现给定工况下车辆速度与转向的跟踪控制,且具有较高的跟踪精度,良好的跟驰效果和行驶稳定性;对于弯道行驶,设置道路超高能使车辆转向平稳,速度跟随精度高且行车间距增加,有利于提高车队行驶安全性.     

车辆轨迹的预瞄与模糊分数阶比例-积分-微分控制

为提高无人车辆轨迹控制的精度,提出了一种基于预瞄误差建模和优化模糊分数阶PID控制的车辆路径跟踪方法。根据车辆动力学特性,引入预瞄横向误差模型,以预瞄横向误差为输入,车辆前轮转角为输出,调整转角角度减小偏差实现轨迹跟踪,设计模糊分数阶PID跟踪控制器。该控制器在PID的基础上结合分数阶理论,同时利用粒子群算法优化的模糊控制器对参数进行在线调整。在CarSim/Simulink联合仿真平台进行仿真研究。研究结果表明,本文所设计的控制器可行有效,为轨迹控制的研究提供了参考。     

基于纵向滑移率均衡的车道偏离辅助控制研究

提出了一种无压力闭环的差动制动实现车道偏离辅助的控制方法.根据车辆和驾驶员参考模型确定纠正车道偏离所需的目标横摆角速度.采用滑模算法设计横摆角速度跟踪控制器,确定附加横摆力矩.基于纵向滑移率均衡设计车轮制动压力调节策略,限制车轮最大滑移率,以提高车辆横向稳定性.设计模糊控制器对压力建立过程进行伺服控制.在Carsim/Labview-RT联合仿真平台上对提出的方法进行硬件在环仿真试验,试验结果表明,所提出方法能有效避免车辆偏离车道,鲁棒性强,且车辆横向稳定性好.     

自调适性发动机弹性悬置对汽车舒适性的影响

以新型的自调适性发动机弹性悬置的设计原则和设计模型为基础,建立了多质量的汽车计算模型,并以此模型为基础,以汽车车身的质量块在垂直方向上的振动速度为汽车舒适性的评判依据,进行理论计算,并把此计算结果与含有传统橡胶悬置以及液阻悬置的汽车模型所得的结果进行比较。自调适性发动机弹性悬置模型降低了汽车车厢内的噪音影响,也在较大的频率范围内改善了汽车的振动舒适性。     

四驱混合动力轿车转弯工况路径跟踪控制

针对四驱混合动力轿车,提出一种转弯工况下集成横向与纵向运动控制功能的路径跟踪控制策略.在建立车辆动力学与动力系统模型的基础上,设计了基于轨迹跟踪误差的驾驶员预瞄转向模型;采用模糊控制器确定了期望车速,对转矩分配问题进行优化研究;设计了车速与轨迹跟踪模型预测控制器;搭建了CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真模型与自动驾驶模拟驾驶器,对控制策略进行了离线仿真和硬件在环仿真试验.研究结果表明,车辆转弯过程中路径及车速跟踪效果良好,满足转弯工况路径跟踪需求.