【摘 要】
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受电弓受流质量反映了受电弓与接触网的接触状况,弓网接触的连续性和平滑性是确保高质量取电的关键因素,它不仅制约着列车的最高运行速度,还影响着弓网系统的使用寿命,对列车运行的安全性、可靠性至关重要。弓网受流质量可以通过弓网接触压力值进行评估,因此,对弓网接触压力的控制问题进行系统的研究有着重大的意义。目前,国内外学者的研究主要集中在恒速运行时如何避免上述问题。而列车的运行包含加速、减速、匀速等多种工况
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受电弓受流质量反映了受电弓与接触网的接触状况,弓网接触的连续性和平滑性是确保高质量取电的关键因素,它不仅制约着列车的最高运行速度,还影响着弓网系统的使用寿命,对列车运行的安全性、可靠性至关重要。弓网受流质量可以通过弓网接触压力值进行评估,因此,对弓网接触压力的控制问题进行系统的研究有着重大的意义。目前,国内外学者的研究主要集中在恒速运行时如何避免上述问题。而列车的运行包含加速、减速、匀速等多种工况,各种工况下弓网受流质量的优化更有利于弓网系统整体受流质量的改善。本论文采用主动控制,引入常用的三种控制器,针对不同的控制器构建了弓网接触压力调节方案,有效地提高了弓网接触的平稳性和连续性。研究工作如下:首先以DSA380型高速受电弓、简单链型悬挂接触网为研究对象,构建了非理想参数下三元受电弓—接触网耦合非线性数学模型,并把它转化为状态空间标准型。同时,搭建了以10km/h为步长的30km/h～350km/h各速度下的被动控制仿真模型,仿真得到各速度被动控制的接触压力。其次分别引入三种常用的控制器:模糊PID控制器、LQR控制器及鲁棒控制器,对非理想参数下DSA380型弓网耦合非线性模型进行主动控制,仿真30km/h～350km/h工况各速度下的接触压力,结果证明三种控制器对各速度下的接触压力均有不同程度的调节效果。为了仿真的可行,化分钟为秒,通过离散法,取仿真30km/h下的1-2秒接触压力为弓网系统初始速度下接触压力的值,40km/h下的2-3秒接触压力为弓网系统加速运行状态第二秒的值,50km/h下的3-4秒接触压力为弓网系统加速运行状态第三秒的值,以此类推,得到1-34秒高速列车加速状态下的弓网接触压力,同理通过切换速度选取对应时间内的接触压力,研究匀速、减速工况下弓网系统接触压力的变化规律,对比各工况下采用三种控制器调节控制后的接触压力,分析了三种控制器择时采用的情况,表明能够为DSA380型的受电弓在行车过程中的控制选型提供参考,并且降低了弓网系统振动引起的弓网损伤,弓网系统受流质量得到改善。
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