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基于空气弹簧高速受电弓的气压伺服主动控制研究
| 论文题名： | 基于空气弹簧高速受电弓的气压伺服主动控制研究 |
| 关键词： | 受电弓;接触网;气压伺服系统;空气弹簧;高速铁路;动力学模型;受流质量 |
| 摘要： | 高速铁路是当今世界铁路发展的潮流，随着经济技术的发展和交通运输的激烈竞争，高速铁路以其独有的优势被许多国家作为大力研制和重点发展的目标。高速铁路目前基本采用电力牵引，高速列车必须在高速及超高速运动条件下从接触网上获取电流，且必须保证其供电的绝对可靠和不间断，否则将直接影响高速列车的运行和电器驱动系统的性能。由此可见，高速电气化铁路的关键技术之一是如何保证在高速及超高速运行条件下的具有良好的受流质量。 本文从提高高速弓网受流质量和改善弓网关系的角度出发，主要完成了三方面内容：第一利用多体动力学和有限元软件建立高速受电弓-接触网耦合系统动力学模型，研究接触网和受电弓的各个参数对弓网高速受流的影响并进行仿真优化分析；第二在建立空气弹簧的力学模型的基础上分析设计出基于空气弹簧弓头悬挂的新型高速受电弓；第三在建立高速受电弓气压伺服系统数学模型和空气弹簧弓头悬挂高速受电弓模型的基础上，分别对高速受电弓的升弓气囊和弓头悬挂空气弹簧进行两级气压伺服主动控制研究以提高受流质量。详细内容如下所示： (1)利用多体动力学和有限元软件建立高速受电弓-接触网耦合系统动力学模型，并对其在不同速度下进行仿真分析研究，分析接触网和受电弓的结构参数和动力学参数对高速弓网系统受流质量的影响，并对各个参数进行优化。 (2)建立空气弹簧的力学简化模型，然后将空气弹簧替代受电弓传统的金属弹簧悬挂系统，建立基于空气弹簧弓头悬挂的弓网耦合模型并进行仿真分析。 (3)分析高速受电弓的气压伺服系统的基本组成和原理，建立气压伺服系统的数学模型并进行气动伺服仿真分析。 (4)根据接触网等效刚度曲线，采用前馈控制策略控制升弓气囊控制调节弓网系统的静态抬升力，实现高速受电弓的一级主动控制；根据接触压力信号按照模糊控制规律控制气动系统的比例减压阀，调节高速受电弓弓头悬挂的空气弹簧内的气压值，进而实现弓网动态接触压力的补偿，实现高速受电弓的二级主动控制。 |
| 作者： | 苗海涛 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 张卫华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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