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城市轨道交通混合动力牵引系统研究
| 论文题名： | 城市轨道交通混合动力牵引系统研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;混合动力;半实物仿真平台;虚拟列控平台;制动能量存储;牵引系统 |
| 摘要： | 城市轨道交通作为现代化交通设施，已逐渐发展为城市居民出行最重要的交通方式之一。其发展不仅影响到人民的生活方式，而且还影响整个国民经济的发展。同时随着对节能环保要求的提高，目前对包含制动能量存储装置的混合动力牵引系统的研究也日益重视。 本文针对城市轨道交通研究中实车实验难以开展的现状，在研究了列车牵引系统及其运行状况分析的基础上设计了城市轨道交通混合动力牵引系统半实物仿真平台。半实物仿真平台加入了制动能量存储模块，与电网共同构成混合动力牵引系统。以此为基础，在实验室条件下完成对列车的牵引和运行状况的模拟研究。并通过对混合动力牵引系统能量的利用与优化管理进行了研究，提出了模糊滑动平均滤波的混合动力牵引能量管理策略。 本文将混合动力牵引系统半实物仿真平台分为实验平台硬件系统设计和虚拟列车控制软件设计两部分进行设计和实现。其中，实验平台硬件部分分为牵引控制模块、负载控制模块、混合动力模块三部分，前两个模块均采用变频器和异步电机进行模拟，分别使用了磁场定向控制技术和直接转矩控制技术对异步电机进行控制。混合动力模块设计包含了再生制动储能装置、电压均衡电路和电压监测系统，保证储能装置充放电安全，提高制动能量存储效率。虚拟列车控制软件采用基于LabVIEW的开发环境，具有方便快捷的人机界面，通过数据采集卡和串口与系统硬件部分进行通信，控制整个系统有序运行。 本文对混合动力牵引半实物仿真平台进行了实验验证。实验结果表明：半实物仿真平台能够通过负载控制模块加载列车阻力，实现列车运行过程中的牵引控制模拟；该混合动力牵引半实物平台可以用于城市轨道交通列车牵引以及运行状态的相关研究。 |
| 作者： | 王爱民 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 武奇生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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