高速磁浮车桥系统随机振动特性仿真研究

基于动力有限元和耦合振动理论建立了高速磁浮列车一轨道梁动力学模型，通过仿真计算得到了随机不平顺对系统动力指标影响规律，随机振动功率谱分析结果表明了理论计算的有效性。通过此项研究，为进一步探讨高速磁浮铁路列车与轨道相互作用问题、完善磁浮线路设计及养护维修工作打下良好的基础。     

高速磁浮曲线地段简支轨道梁墩体系动力响应仿真

应用桥梁动力学、车辆动力学和电磁相互作用原理建立了高速常导磁浮交通车-梁-墩体系动力分析模型,利用数值积分求解了大规模非线性耦合动力方程.在此基础上结合具体线路条件进行了车线耦合动力学检算,得到了曲线地段车辆及梁墩体系动力响应基本规律.该部分的研究为制订合理的高速磁浮线路设计标准提供了理论依据.     

移动轨道车辆作用下桥梁损伤仿真及识别分析

结合小波分析技术及建立的损伤定位指标,针对移动轨道车辆与桥梁的耦合振动信号,提出了适用于大跨度轨道交通桥梁损伤分析方法。建立了精细的三跨连续梁桥与轨道车辆耦合振动数值分析模型,考虑了复杂的车辆自身振动、轨道不平顺及噪声等因素的影响,通过损伤仿真及识别试验,证明了该方法的可行性与有效性。     

弹性轨道上二自由度磁浮车辆动力学仿真研究

建立了二自由度磁浮车辆轨道耦合动力学模型,选用合理的控制方案和数值算法,对车轨耦合动力响应基本特性进行了数值仿真,证明了所采用的控制方案能实现磁浮列车稳定悬浮运行。此项研究对进一步探讨磁浮车轨相互作用问题,完善系统设计参数具有参考价值。     

基于悬浮控制算法的磁浮列车动力学仿真研究

使用MATLAB建立了EMS型磁浮列车一节完整车厢的动力学模型,模型描述了车体-悬浮架-弹性轨道之间的关系,并具有4个自由度。仿真分析了车辆以200 km/h速度通过弹性轨道,当悬浮控制器分别采用3种不同的控制算法时车-轨耦合振动的系统动力学行为。仿真结果表明,在一定速度以及固定的车辆-轨道物理参数条件下,悬浮控制器采用不同的控制算法,车体-悬浮架-轨道各自的动力学行为有明显差异,磁浮列车的安全性与舒适性互相矛盾。理想的悬浮控制器算法应该在保证列车安全性的前提下,尽可能提高舒适性,同时通过改良悬浮控制算法可以提高车-轨耦合振动过程中系统的动态性能。此研究对于完善磁浮列车悬浮控制器设计具有参考价值。     

磁浮轨道巡检车侧向动力学研究

为研究一种新型磁浮轨道巡检车的侧向动力学性能和评价其导向系统的安全性,建立了11自由度的车辆动力学模型,模型着重考虑了巡检车的侧向位移、侧倾和横摆运动。在MATLAB环境下建立和求解了模型的微分方程,仿真分析了以稳定速度通过曲线轨道时车辆的动力学响应。结果表明,车辆在未设轨道超高的情况下通过曲线轨道时,内侧的导向弹簧受力变化较大,外侧受力变化较小;车辆在通过曲线轨道时会有较明显的横摆运动;车速的变化对导向力和横摆运动有较大的影响。     

轨道动力学可视化仿真研究

研究了在机车车辆一轨道耦合动力学视景仿真系统中，轨道系统动态行为仿真的逼真性和实时性问题，提出了一种能准确模拟轨道系统振动行为的有限长轨道单元法，考虑到钢轨以梁的形式参与振动的实质，通过实时建立具有一定垂向、横向和扭转振动形态的钢轨模型来模拟钢轨的振动行为。仿真结果表明，在保证优良的实时性的同时，利用该方法不仅可以建立更加符合实际的轨道模型，而且还能真实地模拟轨道子系统各组成部件的各种特殊振动行为。     

磁浮列车电弧辐射特性及对航向信标影响分析

为了研究磁浮列车离线电弧对机场航向信标的影响, 选取了国内某磁浮线路离线电弧现象发生频繁的分段绝缘器处, 对列车的电磁辐射进行了测试。结合现场测试数据, 在电磁场仿真软件FEKO中搭建了磁浮列车及轨道模型, 分析了离线电弧在轨道和车体电磁屏蔽作用下的电场分布特性。之后，通过最小二乘的线性回归方法, 得到离线电弧在航向信标频段内的幅频特性。在此基础上，结合电波传播理论及GB 6364的相关要求, 以磁浮线路与机场跑道延长线平行、线路垂直下穿跑道两种情况为例, 分析了离线电弧电磁辐射对航向信标的影响。研究结果表明，磁浮线路下穿机场的情况下, 飞机着陆过程中接收信号信噪比满足标准规定的20 dB防护率要求; 磁浮线路与机场跑道延长线平行的情况下, 两者间距小于86.4 m时, 离线电弧可能会对航向信标造成影响。研究结果可为磁浮线路与机场间的电磁兼容性设计提供理论依据。     

城市轻轨再生制动能量吸收的仿真研究

轨道车辆再生制动能量的吸收是城市轨道交通系统的重要组成部分.分析了轻轨车辆在制动过程中再生制动能量的产生和吸收过程,并建立了车辆启动及制动的仿真模型.着重分析了列车制动时,再生制动能量对轨道电压的影响和能量吸收装置的工作状态.以此为基础,设计了轨道车辆再生制动能量吸收仿真系统,实验结果表明,该系统可以准确地预测能量吸收设备参数调节的趋势,从而解决实际工程问题.     

列车横向半主动悬挂建模及其模糊控制仿真

列车横向振动是影响横向平稳性的主要原因,通过调整列车半主动悬挂系统的阻尼可以抑制横向振动,但是如何调整系统的阻尼一直是难点问题。针对17个自由度的半主动悬挂系统,在simlink仿真软件中建立了其模型及模糊控制仿真图。该模型以横向半主动悬挂加速度最小为控制目标,设计了鲁棒性强的模糊控制器来实时调整系统阻尼,从而减少横向振动,提高列车运行的横向平稳性。以美国六级轨道谱为输入进行数学仿真,仿真结果表明：基于模糊控制的列车加速度均方根值明显降低,半主动悬挂模糊控制效果明显好于被动悬挂系统,有效地减少了列车的横向振动。     

基于Petri Fault Net的磁浮列车悬浮系统故障分析

随着磁浮列车技术的商业化应用,磁浮列车系统故障诊断越来越受到重视。以中低速磁浮列车为背景,在建立磁浮列车悬浮系统故障模型的基础上,针对磁浮列车悬浮系统的复杂性,将基于Petri Net的故障诊断理论Petri Fault Net应用于磁浮列车悬浮系统的故障诊断中。给出了基于Petri网的最小割集寻找方法;根据磁浮列车2001年以来的运行数据统计,计算出了节点的P概率/T概率;在此基础上进行了故障定位和影响分析。列车的试验运行验证了提出的理论准确性。     

基于Matlab/Simulink的高速磁浮列车车载电网系统仿真研究

根据磁浮列车上车载电网各用电设备的连接关系与加戴使用条件，运用Simulink仿真工具搭走磁浮列车车戴电网系统模型，采用该模型对车辆的启动-运行-正常制动和启动-运行-涡流制动两种工况进行仿真试验。仿真结果表明所建模型可以准确模拟车辆两种工况下各个设备的运行情况，验证了所设计的电网系统中用电设备运行正常．     

磁悬浮列车追踪模型的研究与仿真

针对磁悬浮列车的特点,研究了列车运行中的追踪模型和速度防护模型,并对所给出的模型进行了仿真。仿真结果显示,该追踪模型和速度防护模型能够较好地描述磁悬浮列车在追踪运行过程中的行为特点,在保障行车安全的前提下,动态地调整列车间的运行间隔,从而加大了行车密度、提高磁悬浮铁路的通过能力。     

一种适应轨道曲线变化的磁悬浮控制算法

磁浮列车处于不同轨道曲线上时,系统的数学模型会发生变化,这会影响列车的悬浮性能,从而限制磁浮列车的行驶速度;采用加速度计输出和间隙二次微分组合反馈的非线性控制方法,解决了系统模型变化的问题,消除列车在不同轨道曲线上性能改变的不利影响,保持列车悬浮性能不变;仿真结果验证了所采用的控制方法的有效性。     

基于虚拟样机的磁浮列车转向机构动力学仿真

研究了CMS-03型中低速磁浮列车转向机构的动力学问题。首先在理论上分析了转向机构的作用和列车速度对钢缆拉力的影响,证明了钢缆拉力总是约等于钢缆预拉力。然后将虚拟样机技术应用于转向机构的动力学仿真,得到了与理论分析相同的仿真结果,并通过实验结果验证了仿真结果的可信性。研究结论为转向机构的设计和改进提供了可靠的参考依据。     

可控永磁悬浮系统动态特性的研究

针对单个电磁永磁混合悬浮系统的特点，建立其数学模型，采用两级串联的悬浮控制器对其进行控制，并对整个控制系统进行了动态特性的仿真分析和研究。分析结果表明：电磁永磁混合悬浮系统的悬浮刚度与间隙反馈系数减正比，悬浮阻尼不仅与间隙反馈系数减正比，而且也与间隙变化速率反馈控制系数成正比。从而为电磁永磁混合悬浮控制系统的设计和开发应用打下了一定的基础。