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《北京交通大学》 2011年
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高速列车受电弓自适应主动控制

张晓东  
【摘要】:当今高速铁路快速发展,机车受流性能的好坏直接决定了高速列车的运行性能,因此有必要就弓网关系的关键技术问题进行深入研究。在受电弓结构优化很难改善机车受流的情况下,采用主动控制受电弓是最好的方法。本文就此类问题,做了分析研究,并提出了一种新的主动控制方法。主要的研究内容有: 分析了接触网和受电弓的动力学特性,并建立了弓网耦合系统的数学模型,在此基础上,给出了弓网接触力的计算方法。 首次提出采用基于李雅普诺夫稳定性的模型参考自适应控制器,实现对受电弓主动控制的目的。推导了自适应控制规律。借助现有的受电弓和接触网模型,利用Matlab/Simulink仿真软件建立了自适应控制下的弓网系统模型,对250km/h和350km/h列车运行速度下的弓网主动控制系统做了仿真分析,结果表明自适应主动控制系统是有效的。 首次提出采用圆筒型直线感应电机作为主动控制执行器,常用的执行器为气动或液压伺服系统。直线电机采用矢量控制方法,实现解耦控制。选用特定参数的直线感应电机,建立了电机的数学模型和仿真模型,以弓网接触力作为负载,对电机输出力做了仿真,仿真结果符合理论分析结果。 最后文章设计了主动控制系统的实验方案,给出了实验用传感器的安装方法和选型结果,并选定TI公司生产的TMS3202407作为控制芯片。
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