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《西南交通大学》 2007年
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摆式列车机电耦合系统动力学及控制研究

罗仁  
【摘要】: 摆式列车是既有线路上列车提速的重要手段,尤其适合小半径曲线较多的线路,也可用于高速线路上列车的进一步提速。国外摆式列车已经进入了成熟的商业运营阶段,我国在上世纪90年代以后对摆式列车进行了大量研究,但还没有完全掌握其关键技术。本文对摆式列车机电耦合系统动力学问题进行了深入研究,可为我国今后摆式列车的研制提供理论基础。本文的主要工作如下: (1)建立了由多节动车和拖车组成的摆式列车机电耦合系统非线性数学模型,该模型包括车辆子系统、车间连接子系统、弓网子系统、倾摆控制和机电作动器子系统以及制动防滑控制子系统,能够模拟摆式列车的动态运行过程。 (2)首先研究了摆式列车曲线信号的检测方法、倾摆控制指令生成方法和倾摆控制规律。详细讨论了采用线性预测法和神经网络预测法来进行头车倾摆控制信号延时的补偿问题,研究了车体倾摆的P控制和H_∞鲁棒控制方法。仿真分析表明,采用超高时变率能较好地判别摆式列车进出曲线的情况;应用预测方法可有效地补偿头车的倾摆延时,在预测时间较短时线性预测效果较好,而在预测时间较长时神经网络预测效果更好;P控制方法和鲁棒控制方法都能及时准确地跟踪倾摆控制信号,鲁棒控制器有更好的鲁棒性能且控制效果比P控制略好。然后采用本文的曲线检测方法和倾摆控制信号生成方法,对列车线路试验的曲线检测数据进行了处理,并应用本文的摆式列车模型对试验曲线线路工况进行了仿真,通过仿真结果和试验结果的对比,对本文提出的曲线检测方法进行了验证。 (3)对摆式列车的曲线通过动力学进行了深入研究,分析了三类径向转向架曲线通过性能、倾摆时车体的扭转振动对倾摆控制性能的影响以及摆式列车的道岔通过性能。 (4)对摆式列车直线轨道运行平稳性和蛇行运动稳定性进行了仿真研究,分析了列车编组形式、车间连接刚度和阻尼对运行平稳性和蛇行失稳临界速度的影响。通过研究可知,单节车辆模型的横向平稳性要差于列车模型,而列车模型头尾车的横向平稳性要差于中间车辆;适当的车间横向连接阻尼能够改善列车横向运行平稳性;列车模型的临界速度与单车模型相差不大,可以采用单车模型来进行列车运动稳定性的研究。 (5)采用接触网有限元模型和非线性受电弓模型,研究了摆式列车的弓网耦合振动,对摆式列车受电弓横向(倾摆)被动和主动控制进行了分析,设计了受电弓导轨形状,研究了控制信号和控制策略。 (6)建立了制动防滑控制模型,进行了摆式列车制动动力学问题的研究,深入研究了制动过程中轮对的抱死过程和防滑控制以及粘滑颤振问题,并分析了颤振对制动防滑控制的影响。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:U270

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 陈哲明;曾京;罗仁;丁建明;;轮对纵向蠕滑率对动车传动系统振动的影响[J];计算机工程与应用;2011年14期
2 罗仁;曾京;;铁道车辆防滑控制仿真[J];机械工程学报;2008年03期
3 罗仁;曾京;梅桂明;;摆式列车受电弓主动控制仿真[J];机械工程学报;2010年16期
4 陈哲明;富丽娟;廖昌荣;张志刚;;基于卡尔曼滤波的轮对速度估计及仿真[J];计算机工程与应用;2013年04期
5 罗仁;曾京;;摆式列车可控径向转向架建模及动力学仿真[J];铁道车辆;2008年09期
6 李欣;董海鹰;;作动器故障时摆式电动车组受电弓主动倾摆控制系统的自动容错控制方法[J];中国铁道科学;2012年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈哲明;高速列车驱动制动动力学及其控制研究[D];西南交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 顾博川;不确定系统状态估计及其在粘着控制中的应用[D];西南交通大学;2011年
2 刘彬彬;铁道车辆曲线通过性能主动控制[D];西南交通大学;2010年
3 陈维通;高速列车车体智能结构减振技术研究[D];西南交通大学;2012年
4 张志波;电动摆式列车关键技术研究[D];西南交通大学;2012年
5 凌亮;考虑多节车的高速列车/轨道耦合动力学研究[D];西南交通大学;2012年
6 韩丙光;基于DSP的受电弓主动控制试验装置的研制[D];北京交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈琳奇,倪文波,李芾;受电弓主动倾摆系统的研究[J];电力机车与城轨车辆;2005年04期
2 Christian Ferchland,钟连泉;主动摆式车体在德国铁路的应用[J];国外内燃机车;1998年02期
3 T.Gerhard,B.Rath,A.Haigermoser,韩才元;ICE TD型内燃动车组的舒适性车体倾摆技术——在商业运用中的一种创新设计[J];国外内燃机车;2003年05期
4 C.Casini,李亚斌;意大利摆式列车的开发[J];国外铁道车辆;1997年05期
5 卜继玲,严隽耄,傅茂海;我国摆式列车发展模式的探讨[J];机车电传动;2000年04期
6 倪文波,李芾;摆式电动车组受电弓倾摆系统的模式研究[J];机车电传动;2002年06期
7 倪文波,李芾,钱青青;摆式列车车体倾摆机构同步问题研究[J];机车电传动;2005年01期
8 周劲松,任利惠,沈钢;高速列车运行平稳性研究[J];机械科学与技术;2003年06期
9 梅桂明,张卫华;受电弓/接触网系统动力学模型及特性[J];交通运输工程学报;2002年01期
10 戴焕云;制动工况下机车车辆转向架颤振机理[J];交通运输工程学报;2005年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 姚寿文;长大货物列车电控空气制动系统及防滑器的智能控制研究[D];铁道部科学研究院;2000年
2 吴浩中;神经网络在摆式列车倾摆控制系统故障诊断中的应用研究[D];西南交通大学;2002年
3 刘宏友;高速列车中的关键动力学问题研究[D];西南交通大学;2003年
4 张济民;基于神经网络的预测控制在摆式客车倾摆系统的应用研究[D];西南交通大学;2004年
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1 张宇明;摆式列车倾摆控制信号的实时检测与处理[D];西南交通大学;2002年
2 陈天利;可控径向转向架客车动力学研究[D];西南交通大学;2002年
3 高常君;摆式电动车组拖车动力学性能研究[D];西南交通大学;2003年
4 李晓燕;200km/h摆式电动车组拖车转向架设计及动力学性能研究[D];西南交通大学;2003年
5 刘晔;摆式列车倾摆控制系统的设计[D];西南交通大学;2003年
6 曾仲谋;电力机车车体关键部位疲劳寿命预测[D];西南交通大学;2004年
7 史显坤;摆式列车受电弓随动系统研究[D];西南交通大学;2003年
8 张易红;摆式电动车组受电弓倾摆系统研究[D];西南交通大学;2004年
9 杨鸿;新一代机车制动机微机控制单元的研究[D];西南交通大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭京波,杨绍普,高国生;高速列车受电弓非线性控制研究[J];北京交通大学学报;2005年01期
2 吴燕;吴俊勇;郑积浩;;高速受电弓-接触网系统动态受流性能的仿真分析[J];北京交通大学学报;2009年05期
3 彭峰;李平;;高速铁路用钢轨接触疲劳伤损的成因及预防[J];包钢科技;2010年S1期
4 李敏,李丰良,马俊;高速受电弓的力学模型及运动微分方程[J];铁道科学与工程学报;2005年03期
5 蔡小培;王平;李成辉;;转辙器轨距加宽对高速道岔动力特性的影响[J];铁道科学与工程学报;2008年04期
6 王现卫;;基于微机监测的铁道通讯系统的发展[J];科技创新与应用;2012年12期
7 李芾;摆式列车及其相关技术研究[J];电力机车技术;2002年01期
8 张易红,倪文波,李芾;摆式列车受电弓倾摆机构运动学分析[J];电力机车与城轨车辆;2003年03期
9 王祁莹,罗湘萍;动力分散电动车组摆式动力转向架方案设计[J];电力机车与城轨车辆;2004年04期
10 池茂儒;张卫华;曾京;戴焕云;邬平波;;高速客车转向架悬挂参数分析[J];大连交通大学学报;2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Adaptive Control and Optimal Power/Brake Distribution of High Speed Trains with Uncertain Nonlinear Couplers[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 金学松;温泽峰;张卫华;曾京;周仲荣;刘启跃;;世界铁路发展状况及其关键力学问题[A];工程力学学术研讨会论文集[C];2004年
3 朴明伟;斯琴;兆文忠;;弓网耦合系统刚柔混合建模技术及验证[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
4 苏虎;金炜东;;列车驾驶仿真器及其关键技术[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
5 金学松;温泽峰;张卫华;曾京;周仲荣;刘启跃;;世界铁路发展状况及其关键力学问题——全国结构工程学术会议特邀报告[A];第十三届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2004年
6 金学松;郭俊;肖新标;温泽峰;周仲荣;;高速列车安全运行研究的关键科学问题[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年
7 李鹏;杨翊仁;;气动力作用下列车横向稳定性分析[A];四川省力学学会2008年学术大会论文集[C];2008年
8 戴焕云;;制动工况下机车车辆转向架颤振机理分析[A];中国铁道学会车辆委员会2004年度铁路机车车辆动态仿真学术会议论文集[C];2004年
9 孙加林;刘增杰;王树国;;客运专线道岔用于渡线的夹直线问题分析[A];铁路客运专线建设技术交流会论文集[C];2005年
10 李丰良;李敏;;接触网的硬点检测[A];中国铁道学会电气化委员会2006年学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴燕;高速受电弓—接触网动态性能及主动控制策略的研究[D];北京交通大学;2011年
2 刘永强;基于磁流变阻尼器的高速动车组半主动控制与时滞分析[D];北京交通大学;2011年
3 梅桂明;受电弓—接触网系统动力学研究[D];西南交通大学;2011年
4 钟雯;钢轨的损伤机理研究[D];西南交通大学;2011年
5 伍曾;能量法在车辆—轨道系统垂向振动分析中的应用[D];西南交通大学;2011年
6 丁涛;电气化铁路受电弓/接触线摩擦磨损性能及电特性研究[D];西南交通大学;2011年
7 关庆华;列车脱轨机理及运行安全性研究[D];西南交通大学;2011年
8 成棣;车轮型面多目标优化设计研究[D];中国铁道科学研究院;2011年
9 常崇义;有限元轮轨滚动接触理论及其应用研究[D];中国铁道科学研究院;2010年
10 吴浩中;神经网络在摆式列车倾摆控制系统故障诊断中的应用研究[D];西南交通大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵兰英;弓网动态接触压力检测的仿真研究[D];大连理工大学;2010年
2 赵银庆;基于虚拟激励的车体结构随机疲劳问题研究[D];大连理工大学;2010年
3 王华伟;基于多体动力学的受电弓系统分析和仿真研究[D];浙江大学;2010年
4 郭璇;轮对与高速道岔接触问题的研究[D];大连交通大学;2010年
5 张晓东;高速列车受电弓自适应主动控制[D];北京交通大学;2011年
6 李苍楠;基于刚柔耦合联合仿真的高速铁路桥上无砟道岔动力学研究[D];北京交通大学;2011年
7 常治岗;基于LabVIEW的转向架参数台数据采集与分析系统[D];吉林大学;2011年
8 李雪海;高速列车转向架悬挂参数测试方法研究[D];吉林大学;2011年
9 沈梦青;提速货车通过京承线典型小半径曲线稳定性试验研究[D];北京交通大学;2011年
10 陈佳杰;基于动力学模型的列车运行仿真系统研究[D];北京交通大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗晓平;黄海;咸奎成;;复杂结构振动控制设计与仿真方法研究[J];北京航空航天大学学报;2006年01期
2 周东华,王庆林;有色噪声干扰的非线性系统强跟踪滤波[J];北京理工大学学报;1997年03期
3 M.Buscher,王渤洪;三相交流机车车轮空转控制装置(一)[J];电力牵引快报;1994年04期
4 R.Schreiber,王渤洪;建立在粘着特性曲线斜率基础上的优化三相交流机车粘着利用的控制[J];电力牵引快报;1995年12期
5 V.Sergeant,吴胜红;影响粘着利用的因素[J];变流技术与电力牵引;2000年04期
6 王洪岩,王滨,智文虎;压力传感器的电磁干扰及其解决方法[J];传感器技术;2000年05期
7 张建霞,崔永红;压力传感器电磁干扰的形成与预防[J];传感器技术;2002年07期
8 万建伟,周良柱,皇甫堪,赵阳曦;测速雷达中的谱分析技术[J];弹道学报;1995年04期
9 牛洪海;赵荣祥;吴茂刚;;基于模糊PI参数自整定的永磁同步电动机矢量控制系统[J];电气应用;2005年12期
10 桂武鸣,刘子建,冯江华,刘连根;异步电动机直接转矩控制系统的仿真[J];电力机车技术;2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 康荣杰;焦宗夏;尚耀星;吴帅;;电动静液作动器框图建模与控制仿真[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴燕;高速受电弓—接触网动态性能及主动控制策略的研究[D];北京交通大学;2011年
2 全玉云;机车车辆/轨道系统垂耦合动力学有限元分析的研究[D];铁道部科学研究院;2000年
3 姚寿文;长大货物列车电控空气制动系统及防滑器的智能控制研究[D];铁道部科学研究院;2000年
4 刘宏友;高速列车中的关键动力学问题研究[D];西南交通大学;2003年
5 王德军;故障诊断与容错控制方法研究[D];吉林大学;2004年
6 蔡成标;高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及应用研究[D];西南交通大学;2004年
7 刘国福;基于滑移率的车辆防抱死制动系统的研究[D];国防科学技术大学;2007年
8 于龙;模糊系统辨识及其在机车粘着中的应用[D];西南交通大学;2008年
9 吴学杰;机车车辆系统中减振控制技术的研究[D];西南交通大学;2008年
10 董霖;载流摩擦磨损机理研究[D];西南交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张晓东;高速列车受电弓自适应主动控制[D];北京交通大学;2011年
2 杨志鹏;弓网电弧研究及其检测[D];北京交通大学;2011年
3 刘勇;调节阀直驱式电液执行机构的研究[D];山东大学;2011年
4 刘征东;主动控制受电弓控制系统研究[D];西南交通大学;2011年
5 侯健;压电类智能结构振动主动控制研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
6 郑宝奎;摆式客车曲线通过动力学性能研究[D];西南交通大学;2002年
7 王志春;低磨耗高速客车径向转向架优化研究[D];西南交通大学;2002年
8 陈天利;可控径向转向架客车动力学研究[D];西南交通大学;2002年
9 李晓燕;200km/h摆式电动车组拖车转向架设计及动力学性能研究[D];西南交通大学;2003年
10 崔海涛;压电智能悬臂梁的被动与主动振动控制研究[D];西北工业大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 蔡培;;铁路客车防滑系统气缸压力监测状态的探讨[J];硅谷;2011年17期
2 倪胜义;杨帅;;基于ARM的列车制动防滑模拟系统[J];工业仪表与自动化装置;2010年05期
3 姚远;张红军;罗赟;金鼎昌;;机车打滑时轮对纵向振动研究[J];机械工程学报;2009年07期
4 万学泉;;铁路货车车辆制动技术[J];科技传播;2013年02期
5 左建勇;;面向工程的实训教学模式与案例分析[J];实验室研究与探索;2011年07期
6 左建勇;任利惠;吴萌岭;;铁道车辆制动系统防滑控制仿真与试验研究[J];同济大学学报(自然科学版);2010年06期
7 李欣;董海鹰;;作动器故障时摆式电动车组受电弓主动倾摆控制系统的自动容错控制方法[J];中国铁道科学;2012年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王娜娜;用于列车横向动力学的车辆转向架力元简化研究[D];西南交通大学;2011年
2 顾博川;不确定系统状态估计及其在粘着控制中的应用[D];西南交通大学;2011年
3 李云峰;基于最优蠕滑率的粘着控制方法研究[D];西南交通大学;2011年
4 杨洋;Cooperrider转向架的Hopf分岔特性[D];西南交通大学;2012年
5 张志波;电动摆式列车关键技术研究[D];西南交通大学;2012年
6 孟松涛;基于ADAMS的铁鞋制动仿真研究[D];北京交通大学;2012年
7 王传德;高速动车组轮对可靠性的理论和试验方法研究[D];西南交通大学;2012年
8 韩丙光;基于DSP的受电弓主动控制试验装置的研制[D];北京交通大学;2012年
9 杨梁崇;准高速客车轮对径向自导向低磨耗转向架方案设计[D];西南交通大学;2011年
10 罗志芳;基于模糊滑模控制的机车防滑控制器的研究[D];中南大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王丹,李强;高速客车车体钢结构弹性模态分析研究[J];北方交通大学学报;2001年04期
2 张建华,王占林;基于模糊神经网络的故障诊断方法的研究[J];北京航空航天大学学报;1997年04期
3 廉小亲,王信义,朱小燕;故障诊断系统中模糊推理算法的研究[J];北京理工大学学报;1996年01期
4 王向周,王渝,白志大;电液伺服阀故障诊断专家系统的研究[J];北京理工大学学报;1997年03期
5 A.Schaefer-Enkeler,王渤洪;机车动车用径向可调轮对转向架[J];电力牵引快报;1995年Z1期
6 平川贤尔,夏寅;高速铁路机车车辆车轴的疲劳设计[J];电力牵引快报;1997年03期
7 张效慈,司马灿,吴有生;潜艇舵低速颤振现象及其预报[J];船舶力学;2001年01期
8 刘宜平,沈毅,刘志言;一种基于模糊神经网络的故障分类器及其在多传感器故障诊断中的应用[J];传感技术学报;2000年01期
9 章新生,杨宝全,姚金先;电力机车受电弓的静接触压力曲线及安全保护问题[J];材料开发与应用;1994年02期
10 戴南山;高速受流性能探讨[J];电力机车技术;2001年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 吴浩中;神经网络在摆式列车倾摆控制系统故障诊断中的应用研究[D];西南交通大学;2002年
2 刘宏友;高速列车中的关键动力学问题研究[D];西南交通大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张宇明;摆式列车倾摆控制信号的实时检测与处理[D];西南交通大学;2002年
2 刘红娇;受电弓机构几何参数优化与主动控制的研究[D];西南交通大学;2002年
3 王晓华;基于PC/104的摆式列车倾摆控制系统的设计[D];西南交通大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 卜继玲,严隽耄,傅茂海;我国摆式列车发展模式的探讨[J];机车电传动;2000年04期
2 金雁,林建辉;摆式列车倾摆控制信号测量与传感器的选型[J];实用测试技术;2002年04期
3 倪文波,耿标;摆式列车倾摆控制系统[J];西南交通大学学报(自然科学版);2000年06期
4 刘晔,吴学杰;摆式列车倾摆伺服控制系统的研究[J];中国测试技术;2003年01期
5 罗仁;曾京;梅桂明;;摆式列车受电弓主动控制仿真[J];机械工程学报;2010年16期
6 康熊;发展摆式列车是既有线提速的有效途径[J];铁道学报;1999年01期
7 黄志辉;成渝线开行摆式列车可行性研究[J];铁道车辆;1996年10期
8 涂泽义;采用摆式列车建成西南快速铁路系统构想[J];铁道运输与经济;1997年10期
9 Roger Goodal ,韩立德;摆式列车技术的发展[J];国外内燃机车;2002年05期
10 周和超;梁寒冰;;基于Adams与Matlab联合仿真的摆式列车动力学计算[J];铁道机车车辆;2010年02期
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1 范文慧;肖田元;;基于HLA/RTI的摆式列车多学科协同仿真技术[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
2 钱鑫森;赵志明;郭勇;袁小阳;;天基经纬仪二轴自平衡转台动力学分析[A];第八届全国转子动力学学术讨论会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 高江虹;摆式列车弃用背后帐:2亿损失谁承担?[N];21世纪经济报道;2011年
2 ;大连推出首台国产摆式列车牵引动力车[N];人民日报海外版;2003年
3 路玉中;磁悬浮昂贵 高速铁路受宠[N];厂长经理日报;2001年
4 本报记者 左志坚 实习生 陈中小路;京沪高速铁路最后激辩[N];21世纪经济报道;2003年
5 本报驻沪记者 沈颖;世界高速铁路概况[N];南方周末;2003年
6 沈颖;高速轮轨遭遇经济难题[N];南方周末;2003年
7 ;沈志云院士简介[N];四川日报;2002年
8 本报记者 陆彩荣;知识之光耀高铁[N];光明日报;2010年
9 本报记者 王彧;谁能赢得铁路提速大商机[N];中国经济时报;2000年
10 本报记者 李虎军 沈颖;磁悬浮的中国困惑[N];南方周末;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 罗仁;摆式列车机电耦合系统动力学及控制研究[D];西南交通大学;2007年
2 王雪梅;摆式列车线路信息检测系统关键技术研究[D];西南交通大学;2007年
3 吴浩中;神经网络在摆式列车倾摆控制系统故障诊断中的应用研究[D];西南交通大学;2002年
4 张济民;基于神经网络的预测控制在摆式客车倾摆系统的应用研究[D];西南交通大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘晔;摆式列车倾摆控制系统的设计[D];西南交通大学;2003年
2 赵科;摆式列车倾摆控制维护系统的设计[D];西南交通大学;2003年
3 张志波;电动摆式列车关键技术研究[D];西南交通大学;2012年
4 李文迎;基于DSP的摆式列车测试系统研究[D];西南交通大学;2002年
5 吴厚才;基于CAN总线的摆式列车调试系统研究[D];西南交通大学;2003年
6 张宇明;摆式列车倾摆控制信号的实时检测与处理[D];西南交通大学;2002年
7 王晓华;基于PC/104的摆式列车倾摆控制系统的设计[D];西南交通大学;2003年
8 于凤辉;摆式列车直驱式容积控制电液伺服作动器研究[D];西南交通大学;2008年
9 黄金灿;摆式列车在“龙岩-漳平-厦门”铁路的运用研究[D];西南交通大学;2003年
10 贾海朋;摆式列车倾摆机构数学模型研究及优化设计[D];大连铁道学院;2001年
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