【摘 要】
：
弓网系统作为列车的动力牵引系统,在列车运行过程中起着至关重要的作用。随着列车运行速度的增加,提高弓网系统受流质量成为列车安全运行的一个重要保障。根据弓网系统中空气弹簧的分数阶特性,利用分数阶微积分理论建立弓网系统分数阶模型,更加精确的分析其动力学特性,为弓网系统的优化设计提供理论参考,主要研究内容如下:（1）弓网系统的分数阶建模。对简单链型悬挂接触网建立了变刚度模型,以及弓网系统的一元、二元和三元
论文部分内容阅读
弓网系统作为列车的动力牵引系统,在列车运行过程中起着至关重要的作用。随着列车运行速度的增加,提高弓网系统受流质量成为列车安全运行的一个重要保障。根据弓网系统中空气弹簧的分数阶特性,利用分数阶微积分理论建立弓网系统分数阶模型,更加精确的分析其动力学特性,为弓网系统的优化设计提供理论参考,主要研究内容如下:（1）弓网系统的分数阶建模。对简单链型悬挂接触网建立了变刚度模型,以及弓网系统的一元、二元和三元质量块模型。依据受电弓中空气弹簧的分数阶粘弹性特性建立了空气弹簧的分数阶动力学模型。传统模型只考虑到空气弹簧的弹性,并不能全面反映出空气弹簧的本构关系,利用分数阶微积分理论建立分数阶模型更能贴合实际,反映真实工况。（2）分数阶弓网系统的动力学分析。对弓网系统建立一元质量块分数阶模型,在接触网的特殊激励影响下,利用增量谐波平衡法对模型进行动力学分析,求解出弓网系统的近似解析解。通过幂级数法求出系统的数值解,对比验证了解析解的精确度。最后通过仿真计算,分析了接触网变刚度系数、分数阶系数和阶次对弓网系统幅频响应曲线的影响,以及接触网跨距和列车运行速度的变化对弓网振幅的影响。（3）弓网系统的分数阶PID控制。对二元质量块弓网系统进行分数阶PID控制,研究了基于速度差反馈的分数阶PID控制对弓网系统的影响。利用分数阶微积分理论对弓网系统二元质量块模型进行动力学分析,通过平均法计算出动力学模型的近似解析解。仿真分析了分数阶系数、阶次变化对弓网系统幅频曲线的影响,并将分数阶PID控制与整数阶PID控制对比,发现分数阶PID控制具有更好的控制效果。最后通过粒子群算法对分数阶PID控制进行参数寻优,以弓网接触力与弓头位移作为评价指标,用求得的最优参数对分数阶PID控制与被动控制进行仿真分析。发现分数阶PID控制相较于被动控制更能有效降低弓网接触力以及弓头位移振动幅值。（4）弓网系统的最优控制研究。建立了弓网系统二元质量块最优控制模型,通过最优控制算法研究最优控制问题,依据现代控制理论中的变分法和极小值原理,通过对控制器进行优化与设计,得到最优反馈的近似解析解。以弓网接触力与弓头位移作为评价指标,对最优控制与被动控制弓网系统进行对比仿真,结果证明了最优控制相较于被动控制能有效降低弓网振动问题,提高了弓网系统受流质量。
其他文献
柴胡加龙骨牡蛎汤在临床中主要用于治疗精神神志异常疾患，而其用于呼吸疾病中者则鲜有报道。呼吸疾病患病率高且逐年显著增加，慢性呼吸系统疾病作为影响我国人民健康的重要疾病负担组成部分，更应受到社会各界的重视。本文基于《伤寒论》六经辨证观点出发，探讨“三阳合病”辨证论治在呼吸疾病中的应用。通过对柴胡加龙骨牡蛎汤的方证组成、与三阳合病兼太阴痰饮的关系、功效配伍，结合呼吸疾病同太阳病、阳明病、少阳病及太阴痰饮
近年来,随着无砟轨道使用时间的增加,加上列车荷载及复杂环境因素的影响,轨道在服役过程中会产生离缝、上拱等层间结构病害,植筋锚固技术是目前预防和整治此类病害的主要措施。因此,需要从理论上对无砟轨道植筋锚固结构的力学性能进行研究,以便更好对实际工程进行指导。本文通过建立合理的精细化有限元模型,对植筋锚固结构的受力特性进行分析。同时,结合锚固结构主要设计参数,研究不同设计参数与无砟轨道植筋锚固结构力学性
现如今,地铁已成为城市居民的主要交通出行方式之一,地铁的运营也成为了日常关注的焦点内容。随着地铁乘客数量的增多,地铁在运营过程中可能会面临因不同原因导致的灾害事故,对地铁运营管理部门和乘客造成极大损失。因此,对地铁网络进行分析,探究地铁网络的特性,并针对地铁的规划和灾害事件后的应急处理提出建议显得尤为重要。地铁网络面临灾害条件,导致车站和区间失效,造成地铁网络中断,为乘客带来极大的出行不便。因此,
车轮多边形磨耗是我国高速动车组车辆一种典型的车轮失圆形式,会引起轮轨系统中高频冲击振动,基于钢轨振动加速度测量可实现车轮多边形状态在线实时监测。目前大多采用商业压电加速度传感器测量钢轨振动加速度,难以兼顾高灵敏度、高固有频率和高测量精度的需求。基于此,针对车轮多边形荷载下钢轨中高频振动特征与现有商用压电加速度传感器存在的不足,提出一种表征压电加速度传感器性能指标与结构参数相互关系的理论设计方法,设
众多下穿铁路桥梁、涵洞的道路按照国家标准依次设置了限高防护架,以保证铁路运输的安全。但超高车辆撞击限高防护架的事故时有发生,且被撞后未能及时发现,造成巨大的经济损失。因此,为实现防护架撞击事故的准确判断与提示,研究分析其碰撞特征以确定报警阈值,并结合撞击报警软硬件综合管理系统的研发,对铁路设施的安全及维护具有一定理论意义和实际应用价值。首先,以防护架的现场应用结构类型为研究基础,运用Solid W
近年来,我国地下停车场的数量越来越多,圆形结构的地下停车场具有受力合理、稳定性强、性价比高等优点,受到了越来越多的关注。为了合理利用城市空间,在有限场地建立多个相邻的圆形深基坑具有很重要的意义。本文以某群洞式地下停车库工程为研究背景,进行了理论分析、施工监测和数值模拟,主要工作如下:（1）对圆形基坑支护结构的内力及水平位移公式进行推导;对基坑间土压力的计算公式进行推导,为研究群洞式圆形深基坑的内力
针对车站对巡检人员管理困难,车站巡检人员易发生安全事故等问题,从车站巡检人员管理需求出发,以精度及成本为着眼点,对无线定位技术进行比选,采用蓝牙定位技术对车站巡检人员的位置信息实时采集。根据蓝牙定位方法及特性,确定了将定位区域划分为定位单元的基本布设思路。对于定位单元具体研究了不同布设方式,不同布设间距下的定位效果,并对定位单元的布设形式以及布设间距进行选取分析。根据对车站巡检人员管理的需求分析,
我国高速铁路运营场景相对复杂,轨道养护维修和运输生产之间的矛盾突出,使得高速铁路对轨道平顺性的要求愈发严苛。轨道不平顺检测数据的有效性和科学性是准确反映轨道平顺性状态的重要支撑,而检测数据中存在的干扰噪声会对评价轨道状态产生不利影响,增加养护维修的工作量。因此,如何针对轨道检测数据进行有效降噪,从而深入分析研究轨道状态,对于确保铁路线路高质量发展具有十分重要的理论和现实意义。论文通过大量轨道检测数
在智慧交通大力发展之际,快速获取精确的道路信息是当前研究的热点。无人机（Unmanned Aerial Vehicle,UAV）可灵活、方便的获取道路影像,同时基于深度学习的语义分割（Semantic Segmentation）技术为解译无人机航拍影像中复杂的道路场景提供了高效的解决方案。论文对基于语义分割的无人机影像道路识别提取技术进行研究,提出了上下文特征与细节特征融合的方法,实现了高分辨率无
路基是路面结构的基础,路基施工是道路建设工程中的重要环节,路基施工质量对高速公路的整体稳定性和质量有着重要意义。而目前高速公路建设过程中采用的压实质量检测方法存在着检测费时费力、成本高、容易损伤路基结构等问题。而便携式落锤弯沉仪（PFWD）具有操作简便、快速、无损等优势,将其应用于高速公路的路基压实质量检测,可以极大地提高现场检测效率,加快施工进度,缩短高速公路的建设周期,将对本领域的发展产生重要