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城市轨道交通电气制动系统仿真程序设计

作　者: 应孝芳
导　师: 胡继胜
学　校: 大连铁道学院
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 城市轨道交通 电气制动系统 仿真程序开发
分类号: U239.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 441次
引　用: 5次
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内容摘要


城市轨道交通在我国的飞速发展对其制动系统也提出了进一步的要求，因此对其制动系统进行辅助设计并对其工作特性进行仿真计算具有十分重大的意义。 我国城市轨道交通制动方式一般均采用电气制动为主、空气制动为辅的空电联合制动方式。本文对制动系统的辅助设计和工作特性的仿真计算是以电机模型的建立和列车制动仿真程序的设计为基础的。 在分析了直流电机和交流电机的工作特性后详细介绍了如何应用MATLAB／SIMULINK建立三相异步电机通用模型和处于发电机工况时的模型的过程。列车制动仿真程序应用VB6.0开发，本文阐述了该程序设计的原理和过程，并且给出了一个实际应用的例子即按郑州一号线规划对车辆的要求，在预设的运行线路上对车辆运行过程进行模拟和实时跟踪控制，同时形象化地绘制出速度时分曲线，并对其结果加以分析。 在完成以上两部分的基础上，运用ActiveX自动化接口把异步电机模型和列车制动仿真程序联接起来，这样不仅能够实时地反映出列车在制动过程中速度、制动力和手柄位的变化，以及列车制动方式(单纯电制动和空电联合制动)之间的切换。而且通过电机模型可以得到电压、电流以及电磁转矩随时间变化的情况。 研究完成后，提交一套以VB、MATLAB／SIMULINK为工具开发的城市轨道车辆电气制动系统计算机辅助设计软件及相应仿真程序一套。该设计及仿真软件可用于轨道动车电气制动系统的设计，并可对设计结果直接进行仿真，利用该系统进行的设计可以使得轨道车辆电气制动特性得到尽可能的发挥，从而实现城市轨道车辆的制动以电气制动为主的设计原则，为城市轨道车辆的国产化作出贡献。

全文目录


第一章 绪论  8-17
  1.1 城市轨道交通及其发展的意义  8-9
  1.2 电气制动及其研究的必要性  9-12
  1.3 本课题的主要任务  12-14
    1.3.1 建立交流异步电动机仿真模型  12
    1.3.2 对异步电动机矢量控制模型的探索  12-13
    1.3.3 列车制动仿真程序的开发  13
    1.3.4 电机模型和仿真程序间数据的交换  13-14
  1.4 运用的软件和工具简介  14-16
    1.4.1 MATLAB及SIMULINK  14
    1.4.2 Visual Basic简介  14-15
    1.4.3 ActiveX简介  15-16
  1.5 课题小结  16
  1.6 本章小结  16-17
第二章 电机及电机模型的建立  17-34
  2.1 直流牵引电动机  17-19
    2.1.1 直流电机特性  18-19
  2.2 交流牵引电动机  19-21
    2.2.1 交流异步电动机特性  19-20
    2.2.2 交流异步电动机在动车中的应用  20-21
  2.3 交流异步电动机模型  21-32
    2.3.1 交流异步电动机的数学模型  21-28
    2.3.2 通用的异步电机仿真模型的建立  28-32
    2.3.3 异步电动机处于发电机工况时的仿真模型  32
  2.4 本章小结  32-34
第三章 交流电机的矢量控制系统及仿真  34-43
  3.1 转差频率控制简介  34
  3.2 直接转矩控制简介  34-35
  3.3 交流电机矢量变换控制的基本概念  35-36
  3.4 矢量变换控制的理论基础  36-37
  3.5 感应电机矢量变换控制系统  37-40
  3.6 对系统中的电流和角度调节器设计的探索  40-42
    3.6.1 关于PID的控制原理  40-41
    3.6.2 对PID调节器的设计  41-42
    3.6.3 电流调节器和角度调节器的设计  42
  3.7 本章小结  42-43
第四章 列车制动仿真程序设计  43-62
  4.1 列车制动仿真程序开发的目的和意义  43-44
  4.2 列车制动过程计算模型的建立  44-50
  4.3 列车制动仿真程序结构图  50-58
    4.3.1 基础数据输入模块  50-53
    4.3.2 模拟参数定义模块  53-54
    4.3.3 系统输出模块  54
    4.3.4 系统计算模块  54-58
  4.4 列车制动仿真程序的应用  58-60
    4.4.1 列车运行条件  58-59
    4.4.2 模拟结果  59-60
    4.4.3 模拟结果分析  60
  4.5 本仿真程序的优点和存在的不足  60-61
  4.6 本章小结  61-62
第五章 城市轨道交通电气制动系统  62-65
  5.1 城市轨道交通电气制动系统辅助设计  62
    5.1.1 电机模型和列车制动仿真程序之间的数据交换  62
  5.2 电气制动系统的应用实例  62-64
    5.2.1 列车运行条件  62
    5.2.2 电机参数  62-63
    5.2.3 模拟结果  63
    5.2.4 结果分析  63-64
  5.3 本章小结  64-65
结论  65-66
参考文献  66-68
攻读硕士学位期间发表的论文  68-69
致谢  69

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中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 特种铁路 > 城市铁路、市郊铁路
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