能量特性与随机森林的孤岛辨识模型

针对在外部扰动作用下传统孤岛检测方法易受到影响,导致错误判断,降低孤岛检测准确率问题,提出基于能量特性与随机森林的孤岛辨识模型.设计了多种干扰运行状态,并提取孤岛和干扰运行状态下的公共耦合点电压信号的特征能量,做归一化处理后组成辨识模型的输入特征向量;通过训练随机森林决策树构造孤岛辨识分类器,从而构建孤岛辨识模型;通过对比不同组数训练样本准确率和不同检测方法的辨识结果,验证该模型的快速性和准确性.研究结果表明:该模型能够快速辨识多种扰动与孤岛运行状态,更全面地保留检测信号的状态信息,为准确辨识孤岛效应的研究提供参考.     

柔性耦合轮对转向架的径向原理和稳定性分析

高速和轻型铰接式车辆采用柔性耦合轮对转向架具有快速连挂、易于分解和检修等优点 .在建立柔性耦合轮对转向架的车组模型基础上 ,分析了其径向原理和运行稳定性 ,与传统构架式转向架的铰接车辆和独立式车辆的动力学性能进行了比较 .在选择合适的耦合和悬挂系统参数条件下 ,采用柔性耦合轮对转向架的铰接车组具有良好的运行稳定性和较高的蛇行临界速度 ,中间的耦合轮对可以实现几乎纯径向的曲线通过 .     

随机激扰对橡胶轮转向架车辆动力性能的影响

在建立橡胶轮转向架车辆系统动力学模型的基础上,研究了随机激扰对车辆系统振动特性的影响.结果表明,在随机激扰作用下,橡胶轮转向架车辆系统将产生激烈振动,且车辆运行速度越高,振动越剧烈,但轮重减载率始终维持较低的振动值.     

地铁车辆转向架的故障与处理技术

在地铁车辆的运行过程中,转向架发挥着至关重要的作用。受到地铁车辆的长时间运行与其他各方面因素的影响,其转向架很容易出现一些故障,从而对地铁车辆的运行效果及其安全性产生不良的影响。为有效处理地铁车辆转向架故障,该文对其主要故障和处理技术进行分析,包括地铁车辆转向架的组成及其作用分析、地铁车辆转向架的主要故障分析、地铁车辆转向架主要故障处理技术分析以及地铁车辆转向架故障检修技术分析。希望通过此次分析,可以为地铁车辆转向架故障的及时发现与处理提供科学参考,从而有效确保地铁的运行质量与安全性。     

可拓学在高速轨道车辆齿轮箱运行状态监测中的应用

提出一种基于可拓学理论的高速轨道车辆齿轮箱运行状态监测方法.通过选取适当的特征参数,建立齿轮箱正常运行时在各振动方向的物元模型.采用基于仿生优化方法的粒子群优化算法对物元模型特征参数的经典域进行优化.在特征参数经典域优化结果及关联函数基础上,基于Matlab GUI界面设计齿轮箱的运行状态监测系统,对齿轮箱在各方向的当前振动状态进行定性定量监测.其分析结果与齿轮箱的实际运行状态相一致,验证了该方法的正确性.      

不同位置横向减振器失效对地铁车辆动力学性能影响

为了研究地铁车辆不同位置二系横向减振器失效对地铁车辆动力学性能影响,建立了横向减振器力元模型和地铁车辆非线性动力学模型,分别计算并比较了地铁车辆二系横向减振器正常状态、前转向架横向减振器失效、后转向架横向减振器失效、整车横向减振器失效这四种状态下地铁车辆的临界速度、脱轨系数、轮重减载率和平稳性指标。结果表明：不同位置横向减振器失效均会使地铁车辆的临界速度有所降低;均会使地铁车辆的脱轨系数和轮重减载率略微增大,但影响非常小;横向减振器失效对垂向平稳性指标影响不明显,但会使横向平稳性指标显著增加;并且前、后转向架横向减振器分别失效时地铁车辆动力学性能没有显著差异。     

高速公路环境下驾驶员状态辨识

为了进一步提高高速公路环境下车辆的主动安全性,提出了一种基于信息融合的高速公路驾驶员状态辨识方法。基于高速公路驾驶员驾驶特征,通过高速公路模拟驾驶试验,对驾驶员眼部状态和油门踏板信号进行检测。选取加油频率、眨眼频率、眼睛闭合率和眨眼持续时间作为驾驶员状态的评价指标,采用模糊评价和D-S证据理论相结合的信息融合方法,建立了高速公路上驾驶员状态辨识的模型,并通过实例验证了该模型的有效性。     

Monitoring method for vehicle dynamic loading status with multi-sensors

为了研究车辆装载状态实时监测方法,建立了路面随机高程激励仿真模型,并将其作为二自由度四参数的1/4车辆振动模型的输入激励。在不同运行工况下用SIMULINK对悬架动态特性进行仿真分析,得到悬架动行程与动载荷具有全局线性关系。基于悬架动态特性分析结果,提出了一种多传感器的车辆装载状态动态监测方法。以解放赛龙Ⅱ重型载货汽车为试验车、MC9S12XEP100单片机为车载终端,设计开发了车辆载荷动态监测预警系统平台,并进行了标定试验。在A等级路面、不同车速的状态下,采用预设货物滑移的方法进行了道路试验。试验结果表明：该方法实现了车辆装载状态的实时监测,为车辆行驶过程中装载状态异常监测预警提供了一种新方法。     

单轴转向架跨座式单轨车辆悬挂系统参数优化分析

为了改善单轴转向架跨座式单轨车辆的曲线通过性能,对单轴转向架跨座式单轨车辆的结构及运行机理进行分析;运用SIMPACK动力学仿真软件,建立单轴式单轨车辆动力学仿真模型;然后,通过Isight多目标优化软件对单轴式单轨车辆悬挂系统参数进行灵敏度分析,得到车辆过弯时对导向力矩和走行轮侧偏力影响较大的参数;最后,以导向力矩与走行轮侧偏力为目标,采用改进型遗传算法进行多目标优化研究.结果表明:优化后单轴式单轨车辆的导向力矩比优化前减少了3.67%,走行轮侧偏力比优化前减少了6.30%,在一定程度上改善了单轴转向架跨座式单轨车辆的曲线通过性能.     

大功率MMC系统中子模块IGBT状态监测系统设计方法

绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor)是模块化多电平换流阀(modular multi-level converter, MMC)中的关键部件之一，对其运行状态进行在线监测是保障MMC系统安全、可靠和经济运行的重要措施。针对MMC子模块中多芯片并联IGBT模块运行状态难以实时监测的问题，文中提出了基于模块壳温分布规律与老化状态映射关系的运行状态监测系统设计方法，以实现不同工况下IGBT模块状态的自适应评估和管理。首先，分析了MMC子模块中IGBT模块老化失效对热流的影响规律，甄选了壳温作为表征模块状态的特征参量。其次，建立了适用于不同工作点的基于神经网络的IGBT模块老化状态监测模型，并根据不同应用场景的需求偏好实现了对功率模块运行状态的表征和识别；最后，基于所提的状态监测系统设计方法在MMC测试平台上验证了方法可行性和有效性。文中所提方法为解决大功率工况下MMC子模块中IGBT模块的状态监测问题提供了新的思路，为系统的运行维护提供了实用、有效的解决方案。     

跨坐式单轨车耦合转向架的径向机理及参数影响

建立了跨坐式单轨车辆耦合转向架稳态曲线通过理论模型,推导了耦合转向架的径向调节机理,并推导出径向条件所需耦合参数的计算公式。建立了带有耦合转向架的跨坐式单轨车辆动力学模型,仿真了耦合转向架的曲线通过性能并验证了耦合转向架的径向调节能力,同时分析了耦合参数对耦合转向架径向调节能力及曲线通过性能的影响。研究结果表明:最佳耦合回转刚度仅与车辆结构参数及二系纵向刚度相关,合理选取耦合回转刚度可以使耦合转向架在二系悬挂系统和耦合机构的共同作用下,在圆曲线上自动达到径向位置,此时最大导向轮径向力明显减小,车辆的曲线通过安全性得到显著提高;耦合横向刚度对摇头角稳态值的影响很小,但耦合横向刚度的存在会恶化转向架在缓和曲线上的动力学性能。     

线性/非线性时间序列模型一般表达式及其工程应用

提出一种线性/非线性时间序列模型的一般表达式(GNAR),论述其线性和非线性特性.对3种典型的非线性、非平稳时间序列进行试验及应用研究.将样本数据分成训练集和测试集,在训练集上建立GNAR模型,采用最小二乘方法以及结合预测误差的修正AIC准则实现其参数估计和模型定阶.在测试集上进行预测,进而验证模型.结果表明该模型对3组数据跟踪性能良好,预测预报精度优于传统时序模型,因此该模型有良好的适应性和有效性,能应用于工程实际.     

汽车ESP系统模型和模糊控制仿真

汽车电子稳定系统（electronic stability program, ESP）是行驶车辆的一种主动安全系统。它综合了制动防抱死系统,驱动力控制系统和横摆力矩控制系统使行驶车辆的安全性得到很大地提高。建立了七自由度整车模型、magic formula 轮胎模型以及车辆参考模型,采用车辆质心侧偏角的状态差异法,应用模糊控制理论设计了质心侧偏角反馈控制器,将建立的模糊控制器模型和汽车动力学模型组合起来,并通过前轮转角阶跃输入和正弦输入,在常见的易于失稳的湿滑路面上对典型工况进行仿真。结果表明：所设计的控制器可以很好地控制汽车的横摆角速度和质心侧偏角,提高了车辆的稳定性。     

转向架与车体间的回转阻力矩测定

为更准确地测定不同形式的转向架的回转阻力矩,提出了一种实现转向架与车体间回转阻力矩测试的新型试验台.在阐述了回转阻力矩测定原理基础上,构建了曲线行驶时转向架与车体之间的回转角度数学模型及转向架回转角度时间历程函数,并利用空间运动学实现了作动器位移控制指令的解算.利用该试验台对某型车进行了实车试验.试验结果表明,回转阻力矩系数的实测值与理论计算值相差很小,验证了文中所建模型的正确性和试验台试验结果的可信性.
     

基于有限元-无限元法的列车声辐射

基于有限元-无限元理论,建立某型车辆的有限元模型,并对车辆近场监测点、远程监测面及无限元边界面进行设置,利用直接频响方法对头车、中间车及尾车的关键区域在不同频率下的声场特性进行分析。计算结果表面：头车和尾车区域在低频区段时车体顶部平滑区域的声辐射较小,在车体鼻尖及其下方的转向架区域的声压级较大,其中尾车后方区域内的相比头车的声压级水平和声辐射范围偏大,存在明显的流场影响,但在高频区段时其整体声压级均匀且水平较低。中间车区域在低频区段时受电弓区域的声压级水平很高,尤其在碳滑板和底架处尤为明显,其次在转向架区域的声辐射能力也较大,随着频率的提升,其能量也有显著的衰减。研究结果对高速列车的气动声学设计具有一定的参考价值。     

基于车辆运行状态的次任务驾驶安全性评价

为研究次任务驾驶对行车安全性的影响,借助驾驶模拟器对正常和次任务驾驶过程中的车辆运行状态参数进行了采集. 基于差异显著原则,选取速度、加速度、方向盘转角等变量构建了评价指标体系,并以最少变量体现最多信息为优化目标,采用因子分析法提取出3类因子,进而确定出不同评价指标对因子的影响载荷系数,完成了基于车辆运行状态的次任务驾驶安全性评价模型构建. 综合实验数据和驾驶人类型因素,确立了模型评价得分与驾驶安全等级间的数量关系. 结果表明,所建模型能准确判断不同驾驶状态下的行车安全性,为驾驶安全的监测和预警提供了一种有效判定方法.     

铁道客车焊接构架疲劳强度评估方法

铁道客车转向架构架作为典型的焊接结构,焊缝部位是疲劳失效的薄弱环节,对其焊缝位置的疲劳强度进行准确评估对构架的设计显得尤为重要.对比分析了焊接接头的3种有限元建模方式对焊缝部位应力的影响,建立了考虑焊缝和不考虑焊缝的构架有限元模型,参照UIC 515—4标准对构架的两种有限元模型分别施加模拟运营工况载荷,绘制了构架Goodman曲线,对比分析了两种建模方法的疲劳强度.结果表明:3种焊缝建模方法对应力分析结果有较大的影响;与考虑焊缝的构架有限元模型相比较,不考虑焊缝单元的构架有限元模型分析得到的疲劳强度结果安全系数较小,分散性较大,结果偏于保守.本文可以为铁道客车转向架构架的建模及评估方法为构架的设计提供参考.