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高速列车节能运行控制系统的研究
| 论文题名： | 高速列车节能运行控制系统的研究 |
| 关键词： | 高速列车;节能运行;控制系统;仿真平台 |
| 摘要： | 随着我国高速铁路规模和运输量的增加，使得我国铁路运输的能耗总量日益增大。为了更好建设资源节约型、环境友好型社会，降低列车运行过程中的能源消耗，研究列车的节能降耗问题迫在眉睫。列车能耗中最大的组成部分为列车牵引运行能耗，因此，本文致力于解决在一定的机车、车辆、线路等硬件环境和既定的运行图、列车编组计划等运营管理状况下，满足列车运行安全、准时的基础上，通过改进机车的操纵方法来实现高速列车节能运行。 本文从高速列车的力学分析、运动方程入手，建立列车牵引计算数学模型，通过对哈密顿函数的求解推导，得到列车节能运行的最佳控制原则为最大牵引、匀速运动、惰行过程和最大制动这四种运行方式的组合。再对列车特性曲线进行关于速度函数的二次拟合，利用分步积分法求解列车的运行时间、运行距离和运行总能耗，从理论上得到列车节能运行方式的转换点。 结合实际京津城际高速铁路线路数据，按照节能运行最佳控制原则，对高速列车节能运行控制算法进一步优化，基于JAVA环境开发高速列车节能运行仿真平台，以CRH3型高速列车作为仿真对象，考虑到线路附加阻力和线路限速对列车运行的影响，提出更加接近实际的列车节能运行方式。通过将仿真计算结果与列车实测能耗值作对比分析，验证了该算法的正确性和适用性。 最后基于优化的算法，设计开发了高速列车节能运行控制系统，并在列车网络控制系统半实物仿真试验台实验测试，在保证列车运行安全平稳正点的前提下，控制系统能够指导司机用能耗较少的操纵方式驾驶，达到列车节能的目的。 |
| 作者： | 魏远乐 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 游小杰;刘建强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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