固定运行时分条件下的列车节能控制

【摘要】：铁路随着列车运行速度的提高,其消耗的能量显著增大。为了降低能耗除了进行车体轻量化、减少运行阻力、采用再生制动等方法外,还可以通过改善列车运行控制,改善列车的运行曲线来节约运行能耗。这种方法的好处在于不需要大量的硬件设备的投资就能实现。但列车运行的影响因素很多,求解复杂,不同时间对应不同运行工况,不同的线路条件会有不同的结果,因此通过计算机辅助计算构建一种计算方法,成为解决这个问题的关键。本文在前人研究的基础上,以时间作为限制条件,以动态规划原理及实际经验为基础,提出了一种节能运行算法,并利用C#平台进行编程实现。该算法提出了给定时分下的运行策略,以列车参数及线路条件为给定条件,能够快速计算出列车运行在线路中的速度位移曲线,指导列车运行。为了验证其计算结果的有效性,设计了另一种固定时分策略进行对比来验证其节能效果。并在原有负载模拟平台的基础上,增加了运行仿真平台与负载模拟平台的通信功能。利用运行仿真的计算结果控制负载模拟平台,模拟一段线路的运行。平台运行模拟的结果与仿真结果能够很好的符合,证明算法是有效的。 【关键词】：列车运行仿真 负载模拟 最小值原理 动态规划原理
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP391.9;U268.6
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 引言10-14
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 论文主要内容及组织结构12-14
• 2 列车牵引计算模型及能耗计算模型14-24
• 2.1 列车牵引计算模型14-19
• 2.1.1 列车运行牵引力及制动力模型14-16
• 2.1.2 列车运行阻力模型16-18
• 2.1.3 列车运动方程18
• 2.1.4 运行策略18-19
• 2.2 列车能耗模型19-24
• 2.2.1 牵引能耗19-21
• 2.2.2 辅助供电系统能耗21-24
• 3 固定运行时分条件下的节能运行24-32
• 3.1 运行条件对列车节能运行的影响24-26
• 3.1.1 时间条件对列车节能运行的影响24-25
• 3.1.2 阻力及车辆条件对节能运行的影响25-26
• 3.2 基于极小值原理的列车运行工况分析26-32
• 4 软件平台32-50
• 4.1 高速列车运行仿真平台32-33
• 4.2 平均分配时间的固定时分运行策略33-40
• 4.2.1 基于平均分配时间的固定时分运行策略33-36
• 4.2.2 软件仿真运行结果36-40
• 4.3 基于动态规划原理的固定时分策略40-50
• 4.3.1 基于动态规划原理的固定时分40-44
• 4.3.2 软件仿真运行结果44-50
• 5 连续线路条件运行仿真实验平台50-62
• 5.1 交流电机负载模拟平台51-53
• 5.2 上位机界面53-55
• 5.3 通信接口55-62
• 5.3.1 CAN总线通信接口55-59
• 5.3.2 CAN转TCP/IP59-62
• 6 平台运行仿真实验62-68
• 6.1 实验目的62
• 6.2 缩放策略及转矩给定62-64
• 6.3 实验结果64-68
• 7 结论68-70
• 7.1 论文主要工作68
• 7.2 今后的研究工作68-70
• 参考文献70-72
• 作者简历72-76
• 学位论文数据集76

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