详情

原文传递铁路车载继电器产品设计与优化

论文题名：	铁路车载继电器产品设计与优化
关键词：	高速铁路;车载继电器;产品设计;仿真分析;参数优化
摘要：	继电器作为控制系统中的开关电器，在铁路系统中的应用也十分广泛，无论是在铁路信号系统还是铁路车载系统中，继电器都是不可或缺的一部分。而目前国内铁路继电器产品都为信号继电器，车载继电器均为国外公司产品。为加速我国拥有自主知识产权铁路车载继电器的进程，本文设计出一种含永磁的新型铁路车载继电器。　　首先为了既能实现抗振性良好和触点回跳少等优良特性，又能使继电器结构相比之前更加简单，分析现有铁路继电器的优缺点和结构上的特点，参考现有结构继电器进行新结构铁路车载继电器的设计。设计继电器的电磁结构，理论分析电磁结构工作原理，并结合已有产品确定物理模型的尺寸大小。　　通过虚拟样机平台，在有限元软件中建立触簧系统有限元仿真模型，进行静态反力特性计算；建立电磁系统有限元仿真模型，进行静态吸力仿真计算，并通过改变电磁系统各零部件尺寸与位置，调整吸力特性曲线形状，使其能够与反力特性实现良好配合；进行继电器的动态特性仿真分析，获得继电器的时间参数。为了提高后面继电器参数优化的效率，建立快速计算模型来提高继电器特性的计算速度。　　然后，分析初步设计的触簧系统的缺陷与不足，对触簧系统进行优化，设计新型簧片结构，基于虚拟样机技术对触簧系统进行仿真分析，对触簧系统进行抗冲击和抗振动指标验证、强制引导和扫程验证，分析优化后触簧系统的性能。　　最后，选取影响静态特性的关键参数，将其作为多目标优化的输入参数，验证其对静态特性的影响，为后面的电磁系统优化提供依据。根据前面研究得到的静态吸反力特性匹配结果，选取电磁机构参数优化的关键目标参数；选择差分进化算法作为多目标优化方法，通过测试函数验证算法的正确性，随后在约束范围内，基于拉丁超立方抽样得到输入参数矩阵，利用Kriging模型对输入输出参数的函数关系进行拟合，并采用差分进化算法（DE）对电磁机构进行参数优化设计，对比优化前后静态吸力矩值，验证DE优化的有效性，验证继电器静态性能是否提升。
作者：	柯章弘达
专业：	电气工程
导师：	梁慧敏
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文