城市轨道交通直流牵引供电仿真系统的研究

介绍了DC(直流)供电模型,利用该模型开发了用于求解列车电压电流的仿真系统,在该系统中建立了供电网络结构,构造了矩阵方程,并对方程组进行了求解,最后通过具体的案例给出了牵引供电仿真计算的结果。该模型下求得的电压电流可以为反推计算列车的牵引力,以及确定变电所的合理布置提供一种经济、有效的实验方法。     

矩阵整流器电流SVM算法的仿真分析

在分析了三相输入电压平衡条件下矩阵整流器的输入电流空间矢量调制(SVM)算法后,重点提出了一种适用于三相输入电压不平衡条件下的基于扇区可变和瞬时值计算的通用电流SVM算法,并为提高新算法对电压不平衡的适应能力和增加输出电压利用率提出了一种简单的处理方法。为了验证这种算法的有效性,基于SIMULINK6.0建立了接近实际系统设计的矩阵整流器仿真模型,在详细地描述了该模型建立原理后,分别给出输入电压平衡和三种不平衡条件下的仿真结果,该结果与理论分析结果相一致,反映了所提出算法的正确性。     

交流电弧炉供电系统建模及耦合关系仿真研究

根据能量守恒定律,从电弧的物理机理出发,建立了一个用非线性微分方程描述电弧电导、电弧瞬时电流和弧长之间关系的电弧数学模型,并使用Simulink库中基本模块搭建了电弧仿真模型。以电弧仿真模型为基础,在Simulink仿真环境下,利用电力系统模块库,构建了交流电弧炉供电系统仿真模型。仿真结果表明,该模型计算出的电弧电压、电流与现场实测数据一致,验证了模型的正确性。通过供电系统仿真模型,仿真研究了电弧电流的三相耦合关系。     

电压斩波控制的开关磁阻电机非线性仿真分析

依据通过有限元(ANSYS)计算得到的开关磁阻电机φ-i-θ数据,借助于MATLAB/Simulink环境建立了三相开关磁阻电机非线性模型,由该模型可直接输出电机各相瞬时转矩、磁链和运动电势的大小。在此基础上在电压PWM控制下对运动电势解耦,可以在克服由于电机运动电势非线性特性对电流调节器性能的影响。最后通过仿真,验证了SRM非线性模型的正确性也表明了运动电势解耦控制方法的可行性。     

三相电压型逆变器的模块化平均模型研究

为克服三相电压型逆变器现有平均模型的局限性,提出并推导一种适合于实现模块化仿真的平均模型.建立开关模型时,分单元建模且各单元之间仅通过独立的电感电流和电容电压相互接口,除基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)外,不施加任何额外约束;建立平均模型等效电路时,通过增加冗余变量和冗余方程,使得模型中保留原始电路中的全部非开关器件,并可实现各相单独计算.与现有模型相比,模型去除了对三相交流波形形状、性质的要求.由于各单元在功能上相互膈离,模型只需按实际电路做局部修改即可用于负载非线性、负载含谐波源等场合.对模型特点的讨论和仿真实例证明了模型的有效性.     

基于有色Petri网的CBTC系统列车追踪过程建模与仿真

针对基于通信的列车控制系统(CBTC)特点,首先分析了CBTC系统移动自动闭塞下的列车追踪模型,给出了模型的形式化描述,并依据此追踪模型采用分昙有色Petri网(CPN)建立了两辆列车运行追踪过程的模型,仿真分析CBTC系统移动自动闭塞下的列车追踪特性.仿真结果表明追踪模型能够描述CBTC系统移动自动闭塞下的列车运行追踪过程.     

开关磁阻发电机输出电压脉动抑制的研究及仿真

分析开关磁阻发电机(SRG)用作恒压源时控制参数对输出电压脉动的影响,采用电容滤波器优化和电压反馈调节器相结合的方法来抑制SRG输出电压脉动。其中,优化后的电容滤波器抑制高频部分的电压脉动,PI型电压反馈调节器抑制主要动态频率段的电压脉动。建立基于自励发电模式和电流斩波控制的SRG电压反馈系统模型,对提出的电压脉动抑制方法进行仿真研究,仿真结果表明了该方法的有效性和可行性。     

CCM和DCM模式Buck变换器建模与混沌现象仿真

利用Matlab/Simulink分别建立了电流连续和断续模式的电压控制型Buck变换器的两种模型,通过仿真观察到了混沌现象。该模型成功地模拟了可控功率开关的开关状态及其PWM驱动信号,非常贴近于开关的实际工作状态。对两种模式的模型进行仿真,在电流连续模型中,得出输入电压变化时的V-I相图和系统主要电量的时域波形图,观察到了系统由稳定到混沌的演化过程;在电流断续模型中,得到了负载电阻和电感变化时系统动力学行为变化的相图,从而验证了电流断续模式下混沌现象的存在性。仿真结果均符合理论分析。     

软开关逆变电阻焊电路拓扑及参数仿真

应用计算机仿真来研究焊接逆变电源,有利于提高研究效率,降低研发成本.采用MATLAB对移相控制的全桥零电压零电流(FB-ZVZCS)逆变主电路进行建模,并对主电路中隔直电容、滤波电感、变压器、谐振电感、谐振电容等器件进行了参数设计及计算.对输入输出电压、变压器原边电压以及IGBT开关管两端电压和电流仿真波形进行了分析,仿真结果表明:设计的全桥零电压_零电流逆变电阻焊电源主电路工作稳定,实现了超前桥臂的零电压开关,滞后桥臂的零电流开关,减小了工作损耗,降低了开关应力,达到了设计要求.     

镍氢动力电池电荷状态估计算法仿真研究

基于所建立的镍氢电池等效电路模型,将模型的各物理量和状态量之间的关系表达成离散化的状态方程.然后利用电子负载实时测得电流、电压等数据,基于自适应滤波算法对镍氢动力电池的电荷状态(SOC)估计进行仿真计算.仿真计算结果表明,在系统模型噪声统计不准确,或者模型不精确的情况下,基于等效电路模型的自适应滤波算法依然可以进行系统的状态动态估计,具有很强的鲁棒性.最后,根据试验测试结果对滤波算法仿真得到的电池SOC进行了验证,达到了较高的精度.     

高速列车模拟器的视景建模与仿真

高速列车模拟器是培训高速列车司机的先进工具。本文介绍了高速列车模拟器中视景仿真系统的开发，对视景仿真系统构成，视景仿真软件的开发，场景模型的建立进行了研究，并给出了适合于沿铁路轨道进行视点计算的数据结构。     

定时约束条件下列车节能操纵的仿真算法研究

探讨了列车牵引力学条件下的铁路列车节能操纵问题,开发了一套可用于不同运行条件下的列车节能操纵仿真软件。系统重点探讨了定时约束条件下的列车节能操纵的模型及其启发式解法,详细分析了基于目标速度的列车控制策略以及专家控制原则。根据实际运行环境对内燃机车进行了实例分析,优化操纵方案与实际操纵相比,平均节能率在8.0%左右。系统计算速度快,人工干预方便,可以满足现场的实际需求。     

基于牵引计算的城市轨道交通站后折返站能力计算方法

将牵引计算应用于城市轨道交通站后折返站的通过能力计算,并分析其计算效果.首先阐述并分析了站后折返的种类及其作业流程, 得出了单线折返与双线折返最小发车间隔的计算公式,同时提出了当咽喉区不能并行作业时车站折返线数目的合理设置建议;接着通过引入动力学方程, 给出了基于牵引计算求解站后折返能力的计算方法.最后采用建设中的北京地铁北京西站作为算例车站、DKZ4型列车作为算例列车, 求出了列车在节能与节时两种不同操控模式下的站后折返最小发车间隔,单线与双线折返时间相差明显.在此基础上与均加减速节时模式下的各项计算结果进行了对比分析, 各项指标差别明显,说明了在折返计算中采用牵引计算求解结果更准确.     

单线铁路区间能力失效条件下列车运行调整模型

列车运行调整是调度指挥工作中关键任务之一. 列车运行调整模型多是基于确定的、强度较弱的扰动提出的,然而现实中某些扰动可能包含不确定的信息, 且强度较大,使得既有模型和算法呈现出一定局限性.针对单线铁路区间能力失效条件下列车运行调整问题,考虑能力失效持续时间的不确定因素,探索优化制定列车运行调整方案的模型.提出两阶段带补偿随机期望值模型,进一步讨论了多阶段递归决策概念模型的复杂度,据此给出了不完全连续多阶段决策模型.针对两类模型提出基于分枝定界的求解算法, 设计算例进行验证,与基于优先级的运行调整方法进行比较. 结果表明,相对于基于优先级的方法,多阶段决策模型能够将总列车晚点时分的期望值降低34%,两阶段模型能够降低4%, 两种模型均能够在一定程度上提高列车正点水平.     

长途列车节能操纵的建模

总结了采用两种不同模型的列车控制问题，对长途列车节能操纵问题进行建模，对轨道坡度和限制速度也作了考虑。     

在移动闭塞条件下列车运行调整的仿真研究

针对我国铁路运能运量矛盾日益突出的现状，提出了采用移动闭塞制式加大行车密度以缓解上述矛盾的方案。首先在对移动闭塞与固定闭塞差异进行简要分析的基础上，建立了移动闭塞条件下列车的运行调整模型。其次基于专家系统技术建立了移动闭塞条件下的列车运行调整仿真系统。最后对仿真结果进行了细致分析。该仿真系统的建立将为移动闭塞条件下的列车运行提供了仿真平台。     

距离扩展目标检测的研究

本文以脉冲串作为距离扩展目标的回波模型，根据回波信号的不确定性，分别以相干脉冲串、非相干脉冲串及振幅独立起伏的非相干脉冲串的检测来讨论高距离分辨雷达的检测问题，并实测了Ｎ１７飞机缩比模型的回波信号，给出了相应检测性能改善的估计。     

基于多种群遗传算法的城轨列车节能运行优化研究

通过建立定时约束条件下的最小能量控制模型,采用Pontryagain极小值原理推导了城市轨道列车节能操纵策略的组成。提出一种变长实矩阵编码的多种群遗传算法进行列车节能运行优化:采用多质点的列车牵引仿真器模拟列车运行;对列车运行控制序列采用变长实数矩阵编码;引入基于退火选择的变长算子以增强算法的全局搜索能力;适应值共享保持种群的多样性;多种群并行寻优提高收敛速度,增强寻优过程的稳定性。实例计算结果证实了该方法的有效性和先进性。     

基于RUP的城轨列车运行控制仿真系统设计和实现

作为城市轨道交通列车运行控制系统研究的重要辅助工具,列车运行控制系统仿真系统的开发将对研究工作给予最大程度上的促进.文章从仿真软件的功能需求出发,着重阐述了基于Rational统一过程RUP对仿真系统进行开发的详细过程.使用这种方法将仿真软件的开发分成了四个阶段,在每个阶段中有效地使用UML建模语言和Rose可视化建模工具辅助开发过程.在仿真系统之上,运用列车、线路等模型对列车的运行仿真,对控车策略进行测试,并完成了运行数据的分析评估.