面向高速动车组列车的协同仿真平台

高速动车组列车是一种典型的复杂产品,可以通过协同仿真的方法对其设计、优化问题提供支持。开发了面向高速动车组列车的协同仿真平台。该平台包括自主开发的TH_RTI,针对不同仿真模型的适配器和支持仿真建模和运行的辅助工具集。TH_RTI按照IEEE1516标准开发,能够支持联邦成员之间的互操作,同时具有跨平台能力;适配器包括针对Fortran、Matlab和Adams模型的三种,能够支持仿真模型与TH_RTI的集成;辅助工具集包括联邦成员代码框架生成工具、运行管理控制工具和数据采集器。经过高速动车组列车的实例验证,协同仿真平台能够满足多学科、多节点的仿真需求,有效促进了动车组的设计、优化。     

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。     

高速列车传动齿轮箱热分析的建模与仿真

列车高速运行时，传动齿轮箱在热方面的工作环境非常恶劣，针对中国南车集团开发的300km／h高速列车传动齿轮箱进行了热分析研究，建立了传动齿轮葙的传热数学模型。采用有限差分的款值求解方法。对传动齿轮葙的整体温度场进行求解。并与实际测量款捂进行对比。在验证模型有效性的基础上。分析了传动齿轮葙的温度场分布规律。为高速列车传动齿轮箱平衡温度的预测和齿轮箱的可靠运行研究提供了理论基础。     

列车接发与调度指挥实时仿真培训系统

在铁路线的一个调度区段内,列车的活动涉及到区间运行、车站接发车及调车作业和调度指挥多方面的环节,并通过列车运行将相关各作业环节紧密联系在一起。为了能安全、正点、高效地按照运行图组织列车运行,要求车站行车人员和分局调度人员不仅能熟练操作设备以办理各项作业,而且必须团结协作,密切配合,科学迅速地进行计划与决策。利用计算机仿真技术、网络技术和多媒体技术开发的“列车接发与调度指挥实时仿真培训系统”提供了一个铁路运输调度区段内列车运行及其组织的计算机仿真实验环境,在实验室内构造出虚拟的铁路行车生产现场,并…     

一种运动控制器建模与网络控制系统仿真研究

提出了一种机理分析与系统辨识相结合的直流驱动运动控制器建模方法,并根据实测数据确定了研究对象的开环传递函数,在此基础上介绍了运用Matlab和Truetime工具箱建立运动控制器网络控制系统仿真模型的方法。通过对由CAN总线构成的运动控制器网络控制系统的仿真验证了建模方法的有效性,并对仿真结果进行了分析。     

面向对象的列车自动驾驶仿真系统建模

列车自动驾驶是列车运行自动控制系统的重要组成部分，它代替司机完成驾驶列车的任务，保证列车高效节能地运行。本文采用面向对象的设计方法，对列车自动驾驶仿真平台的分析与设计进行了详细论述，并完成了系统仿真软件的设计。     

网络控制系统实时仿真平台的设计与开发

网络控制系统(NCSs)是通过通信网络实现控制系统单元信息交换的分布式控制系统.由于通信网络的引入,有可能使控制系统的性能降低甚至导致系统不稳定,这些不利因素使得对网络控制系统的分析研究变得更为复杂.利用混合编程技术并搭建基于实时通信网络的仿真平台,可为网络控制系统提供有利的分析工具.最后以状态反馈控制器为仿真实例,证明该研究平台的优势及有效性.     

列车运控系统视景仿真的设计与实现

研究了一种基于虚拟现实技术的视景仿真系统,并将其应用于地铁列车运行控制仿真系统中。设计了基于数值分析的通信数据的拟合算法,很好的解决了视景输出的实时性问题。从视景仿真模块与列车运行仿真平台间的通信、场景模型的建立和简化、视景仿真程序等方面对该系统进行了介绍,并给出了视景仿真结果。该仿真系统已应用于北京地铁环线基于通信的列车控制（CBTC）实验线路的研究与开发。     

基于有限元分析的高速切削温度场建模与仿真

为了研究高速切削加工过程中的温度场分布情况,根据金属切削平面应变原理及温度场的有限元理论,通过对材料本构模型、刀-屑接触摩擦等关键物理环节建模,建立了正交切削有限元模型.采用伴随刀具行程移动的网格窗口描述切削区的局部大变形,使用摩擦窗口表述刀/屑间的摩擦关系,设定合适的热边界条件和形变边界条件对高速切削AISI-1045钢的温度场进行数值模拟.研究表明,最高温度集中在刀/屑接触面上刀尖附近的局部区域;刀具最高温度点位于前刀面上距刀尖不远处;工件内部温度几乎不变,仅表面的薄层发生温度变化;切削速度对切削温度影响很大,高速时温升变缓;切削厚度对切削温度影响较小.     

水下高速运动体空间运动的建模与仿真

为对水下高速运动体的运动进行准确分析,使用MATLAB软件建立水下高速运动体的模块化模型并仿真。通过对运动体受力和超空泡特性进行分析,建立了水下高速运动体空间运动的非线性、分段数学模型。在MATLAB/R2007a软件中,使用simulink加S函数混合编程的方法,建立了含复杂非线性项的模块化仿真模型。仿真结果证明,建立的水下高速运动体的运动模型符合运动体的实际运动规律,为之后的控制系统设计奠定了基础。     

网络化控制系统综合仿真平台设计

已有的网络化控制系统仿真平台忽略了网络资源调度策略对系统性能的影响,没有提供对网络资源调度策略的仿真接口。基于Matlab的TrueTime工具包,开发了网络化控制系统综合仿真平台,实现了对控制系统与网络系统的联合仿真。该仿真平台提供了对控制策略和网络资源调度策略的联合仿真接口,增强了仿真平台的灵活性。最后,通过仿真试验分析了不同网络资源调度策略对网络化控制系统性能的影响。     

基于整车动力学的电动助力转向系统建模仿真

结合EPS的结构和动力学特性,建立了EPS的动力学方程,采用PID控制方法分别对电机进行助力和回正控制,并结合三自由度的整车模型(考虑侧倾影响)和Fiala轮胎模型建立了EPS整体仿真模型.分析了EPS系统对方向盘瞬态响应品质的影响以及路面冲击下汽车纵横向加速度的变化.     

网络控制系统仿真平台的设计与实现

已有NCS仿真平台采用单一的全数字仿真或半实物仿真方式,在灵活性或真实性方面具有一定的局限性。首先归纳理想NCS仿真平台所应具有的品质,然后以其为指导提出了一种新的NCS仿真平台的实现框架,并基于MATLAB、OPNET、VisualC 等软件平台和软件组件设计思想实现了仿真平台NCS-SP(NCS-SimulationPlatform)。NCS-SP突破时延小于一个采样周期的限制,提供不同模块的多种选择属性,从而克服已有平台的不足,增强了仿真平台的有效性和灵活性。最后,通过不同网络环境下的仿真试验分析了网络时延和丢包对系统性能的影响。     

基于CPN的CBTC地面数据通信系统仿真和分析

数据通信系统是影响CBTC系统的控制精度,效率和可靠性.安全性的主要因素.充分利用分层赋时有色Petri网(HCPN),综合CBTC系统的实际通信需求,建立了CBTC地面数据通信系统的分层模型,并在HCPN中引入消息的时间标志,实现对数据传输时间特性的分析.对模型进行实时仿真的结果表明基于以太网的DCS地面通信系统的实时性可以满足CBTC系统的需要,而且影响数据帧传输延迟的主要因素是数据帧长度,而与行车密度关系不大.     

交-直-交高速动车组机车的谐波模型及仿真分析

电力机车功率变化直接影响牵引负荷谐波特性,高速动车组与目前广泛应用的交-直机车的谐波特性有明显区别。基于电压型PWM变流器谐波的产生原理和牵引供电系统等效电路,以CRH2动车组为原型构建了交-直-交机车的谐波数学模型。在此基础上对高速机车在牵引和再生制动两种工作状态下功率变化时的谐波电压、谐波电流进行了仿真计算,分析其随功率的变化趋势、动态特性和频谱特性,与实测数据的对比验证了谐波模型及其理论分析的正确性与可行性。     

车载简易惯性测量装置的误差建模与仿真

提出了一种用于列车定位的车载简易惯性测量装置（IMU），给出了其系统安装结构与导航定位解算方法，并分析了该系统的误差源，进而在此基础上推导获得了其系统误差模型。计算机仿真结果表明，所建立的IMU系统误差模型能够准确地描述出测量器件误差对整个系统测量结果的影响，从而为车载简易IMU的工程应用垫定了理论基础。     

基于CANbus的网络控制系统仿真平台

传感器、控制器与执行器的数据经网络进行传输与交换的闭环控制系统称为网络控制系统。网络控制系统是随着计算、通信和控制发展起来的新一代控制系统。目前针对网络控制系统的研究已愈来愈受到业内人士的关注，但是大都是通过软件模拟的方法。网络控制系统作为应用型的领域，软件模拟忽略了实际中的不确定性，因此有局限性。本文介绍基于CAN总线的网络控制系统仿真平台，包括硬件和软件，在现实的网络环境下解决网络控制系统中的种种问题。同时通过一个在此仿真平台所做的实例，以证明网络引起的时延会引起控制系统的不稳定。     

非线性多模型控制及仿真研究

连续发酵过程是一个强非线性的生化反应过程，其控制已成为一个难点。传统的预测函数控制一般只能处理线性对象。通过对非线性动态过程的多模型建模，提出了基于加权的多模型自适应预测函数控制方法，用于大范围的非线性连续发酵过程控制，实现了多模型之间的无扰切换。仿真结果表明：跟踪性能优良，鲁棒性强，说明了该方法对非线性系统大范围控制的有效性。