基于Modelica的直线电机控制系统建模与仿真研究

Modelica是一种新型建模语言,采用代数微分方程对机电领域组件和耦合关系进行统一描述,适合于机电产品的建模与仿真。应用Modelica研究直线电机控制系统性能是一种新方法。在建立直线电机控制系统数学模型的基础上,展示了系统、电/机转换部件Modelica模型的建立过程。对系统进行图形化和语言化建模,实现了基于开源平台OpenModelica的模型仿真及结果输出;与基于Simulink的系统模型仿真进行对比,结果基本一致。     

车辆曲线通过性能改进的轮对模式控制

提出了运用模式控制的方法提高车辆的曲线通过性能。并将其运用于一个简化的二轴车,先建立车辆系统总体动力学模型,而后将其车体横移和摇头运动解耦,再分别对两模式分别设计控制器。为了保证系统具有一定的鲁棒性,设计过程中亦将蠕滑系数、接触点踏面斜度的适时变化考虑进去。最终借助于Matlab的Simulink进行建模,仿真结果表明,相对于传统被动悬挂式车辆该自动控制车辆具有更强的曲线通过能力。     

高速磁浮车辆弹性悬浮架动力学建模与仿真

利用Solidworks、ANSYS以及SIMPACK软件,建立了包含车辆、控制系统和弹性悬浮架的高速磁浮车辆刚弹性动力学模型,仿真分析了车辆以250km/h速度通过半径2260m平面曲线时弹性悬浮架的动态响应.结果表明,在线路扭转最为剧烈的缓和曲线中点,悬浮架弹性变形最大,其弹性扭转角最大约0.125°,悬浮臂最大垂向变形为0.44mm;悬浮架弹性变形主要在缓和曲线上得到反映,在圆曲线段上近似为一较小值,扭转变形方向在前、后缓和曲线上刚好相反.弹性悬浮架的动态响应规律与曲线通过理论是吻合的,表明磁浮车辆刚弹性动力学仿真模型是合理的.     

核参数遗传选优的SVM在直线电机建模中的应用

采用遗传算法对支持向量机的径向基核参数进行优化，找出了具有较强推广能力的径向基搬参教，进而建立了直线电机结构参教与输出性能关系模型，并对模型的有效性进行了验证，为直线电机建模探索了一种有效的方法。     

直线感应电机牵引互馈试验台系统仿真研究

在分析直线感应电机动态数学模型的基础上,研究了一种新型的能量互馈式直线牵引传动试验系统.讨论了该试验系统的构成与运行原理,分析了其高效节能、控制灵活等优点.利用计算机仿真技术,建立了包括直线感应电机、逆变器、矢量控制器以及车体在内的直线感应电机牵引互馈试验台系统仿真模型,对该系统进行了全面仿真研究.仿真结果表明了所提出方案的有效性,为实际直线感应电机互馈试验台系统的设计和调试提供了新的思路.     

多支持向量机融合建模的直线电机设计研究

主要研究多支持向量机融合建模方法,并使用差分进化算法对模型进行优化。以圆筒直线电机为研究对象,采用有限元法、正交实验设计与随机实验设计结合方法获得直线电机非参数建模的样本空间,建立直线电机的快速计算模型,并验证模型的精度和效率;采用差分进化算法对直线电机结构进行优化设计,并采用有限元模型验证优化结果的可靠性。为多支持向量机融合算法提供了实际验证。     

无模型控制方法在直线电机控制中的仿真研究

将基于偏格式线性化的非线性系统无模型学习自适应控制方法应用在直线电机的速度和位置控制中．控制器的设计是直接基于称为伪偏导数的向量，伪偏导数是通过新型参数估计算法，根据给出的永磁直流直线电机非线性系统模型的输入输出信息在线导出的。利用Matlab软件进行仿真实验证明了该方法对电机这种具有不确知动态的非线性系统的有效性和稳定性。     

蒲黄榆路燃气管线穿越地铁车站施工仿真研究

根据北京市蒲黄榆路天然气管线与地铁5号线刘家窑车站的位置关系及相关特征,建立了天然气管线、地铁车站及周围土体三者相互作用的一体化三维模型.通过对施工过程的仿真模拟计算,得到了不同施工阶段对车站通风道结构、车站出入口结构、车站主体结构及车站轨道区结构的影响.根据仿真结果确定第三方监测的测点布置及施工过程中的控制值,并通过监测数据验证仿真结果的正确性.     

一种直线感应电机的新型积分滑模控制器的设计与仿真

针对非匹配扰动影响下的直线感应电机速度跟踪问题进行研究,基于扩张扰动观测器设计了一种新型积分滑模控制器,使电机在非匹配扰动下具有良好的响应特性。针对带有边缘效应的直线感应电机模型,为其中的非匹配扰动分别设计了扩张扰动观测器,对扰动导数的观测值进行滤波处理,基于扰动量及其导数的观测值设计了新型积分滑模控制器(EDO-NSMC)。仿真研究表明所设计的控制器具有良好的响应特性和鲁棒性,并且减轻了传统滑模控制器的抖振效应。     

基于模糊预测控制的ATP系统建模与仿真

近年来我国城市轨道交通发展迅速,但其设备主要依靠进口,其中轨道交通的自动控制系统为国产化难点之一.鉴于列车运行的复杂、多目标、大滞后和非线性的特点,采用传统的控制方法难以达到高品质的控制要求.此文借鉴复杂过程控制领域的模糊预测控制原理,对于列车自动控制系统(ATC)的子系统--列车自动防护系统(ATP)进行建模和仿真,模型包括预测和模糊多目标优化两部分,最后给出算法的基本原理,以详细阐述该模型.经过仿真测试,测试结果证明了模型的正确性.     

城市轨道交通系统谐波的小波降噪仿真分析

城市轨道交通牵引供电系统采用12脉波整流机组和24脉波整流机组进行整流,所产生谐波以11次、13次、23次和25次谐波为主,这些高频谐波对城市轨道交通列车的安全稳定运行造成了很大的危害。针对城市轨道交通牵引供电系统谐波的特征,分析了小波降噪在城市轨道交通牵引供电系统的应用并进行了仿真;由于在小波降噪中不同的阈值适应的信号特征不同,采用多种小波阈值对城市轨道交通牵引供电系统谐波信号进行降噪,并从中选择了最优的降噪阈值,达到对信号的优化处理。仿真结果表明,城市轨道交通牵引供电系统谐波信号的最优阈值为sqrt(2log(length(X)))阈值,它降噪后可使信号中的谐波成分有明显的降低。     

电传动履带车辆系统建模及加速性能仿真

随着科学技术的迅速发展,新材料新技术的不断应用,履带车辆传动系统从结构、要素和功能上都日趋复杂化、系统化,其更新换代的周期也日益见短。因此,采用先进的系统建模思想和仿真手段对车辆的性能进行分析与仿真对新型传动系统的开发和现有装备的改造都有着十分重要的意义。基于某小型电机的输出特性试验结果,运用模块化建模的思想建立了零差速电传动履带车辆的系统模型,并在MATLAB/Simulink下建立了整车动态系统仿真模型。然后,参考原车的试验条件,对采用零差速电传动方案改造后的虚拟样车的加速性能进行了仿真,并与原车机械传动的试验数据进行了对比,其结果表明采用零差速电传动方案可以大大提高车辆的加速性能。     

蛙人推进装置建模及其推进器位置优化

针对蛙人体力消耗快、灵活性差等问题,提出一种配备浮力调节装置的可穿戴式蛙人推进装置,并对其推进器位置进行优化。以人体结构作为刚体建立六自由度运动方程,进而对该装置的水动力性能进行分析;通过FLUENT仿真得到方程中的水动力参数;将推进器合理位置作为约束条件,以直线潜行和回转运动所受的合外力最小为优化目标建立优化模型,解得随速度变化的最优位置点集。优化结果表明：优化后的推进器位置能够有效减小潜水的垂向速度并保持稳定的潜水状态。     

城市轨道交通系统谐波的提升小波仿真分析

城市轨道交通牵引供电系统采用12脉波整流机组和24脉波整流机组进行整流,所产生谐波以11次、13次、23次和25次谐波为主。针对城市轨道交通牵引供电系统谐波的特征,采用小波变换和提升小波变换对城市轨道交通牵引供电系统所产生的高频谐波信号进行仿真研究,并对其结果进行比较。结果表明:与小波变换相比,提升小波变换应用于城市轨道交通牵引供电系统的谐波分析,其独特的结构有效地减少了计算的复杂度,降低了运行时间,是一种快速的小波实现方法,对实现城市轨道交通牵引供电系统谐波信号的快速、实时检测具有很好的应用价值。     

双轨悬挂自行输送机动力学建模及仿真分析

研究基于虚拟样机技术的双轨悬挂自行输送机动力学仿真分析。解决了虚拟样机建模的关键技术问题,例如,双轨悬挂自行输送机的轨道和车辆建模、输送机与轨道间的约束,施加摩擦力等,基于接触力学中的分子-机械摩擦理论,在双轨悬挂自行输送机系统的虚拟样机中建立了包含连续接触和间断接触的非线形摩擦力方程组。该方程由高阶可导的分段插值多项式表达,仿真中具有较高的稳定性和收敛性。利用ADMAS软件对双轨悬挂自行输送机进行动力学仿真分析,研究了运行过程中输送机位置、速度和受力的变化情况,获得了双轨悬挂自行输送机的各种动态性能,为双轨悬挂自行输送机设计和性能评价提供了一种新的方法和手段。     

广义螺旋面加工三维高精度仿真研究与应用

以楔横轧模具孔型上异型螺旋面为代表的广义螺旋面,因结构和加工方法的特殊性,其加工过程三维瞬态仿真是仿真研究的难点与亟待解决的课题。紧扣车削成形特点,建立了适合仿真图像显示的"主从准线"数学模型;提出了能有效降低数据冗余量、提高图形表达能力的"动态网格"数据结构;并在此基础上研究了一套仿真算法形成了一个完整的仿真体系,高效、高置信度的实现了广义螺旋面加工过程的仿真。     

质子交换膜燃料电池动态响应建模与仿真研究

为研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆的输出响应,利用Matlab-Simulink仿真工具对PEMFC进行系统动态模型建立.通过使用燃料电池测试系统,在不同的运行条件下对PEMFC的暂态电响应进行测量和分析.实验数据与仿真结果吻合较好,表明该模型是有效和可操作的,有助于改善PEMFC的设计,提高其性能.     

装甲车辆传动装置综合传热建模与仿真研究

以装甲车辆传动装置的传热仿真为研究对象,提出了综合考虑摩擦产热、传热及传动油流动的传动装置综合传热仿真模型,实现了传动装置固体部件传热网络与传动油和冷却空气流动网络的耦合求解,确定了传热仿真流程。对某型车辆传动装置的传热进行了仿真,得到了产热量和传热量的分配关系、传动装置零部件的温度以及传动油的流动等信息,预测了传动装置中高温易于失效的危险部件,分析了环境温度及散热器入口空气流速对传动装置传热性能的影响。仿真结果与试验值符合较好,说明了该方法的正确性和有效性。