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期刊信息/Journal information
机车电传动
机车电传动

丁荣军

双月刊

1000-128X

edl@teg.cn

0731-28498221;28498141

412001

湖南省株洲市时代路169号 南车株洲电力机车研究所有限公司《机车电传动》编辑部

机车电传动/Journal Electric Drive for Locomotives北大核心CSTPCD
查看更多>> 本刊是轨道交通行业的技术性刊物，是我国轨道牵引动力技术领域创办最早的杂志之一。作为行业核心期刊，刊物积极为我国牵引传动的技术发展导向，以集中反映我国轨道牵引动力的核心技术和最新成果为重点，服务铁路现代化建设，关注城市轨道车辆技术发展，内容涉及机车、动车、城轨车辆、磁悬浮列车等车型及其相关技术，深受读者欢迎，多次获得我国期刊界重要奖项。
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    强侧风下城际列车动力学性能分析

    梁海啸胡喆池茂儒左昀昊...
    87-95页
    查看更多>>摘要：为了分析国内某型城际动车组在明线平地25 m/s强侧风下非定常气动力对列车平稳性和安全性的影响,文章根据该型城际动车组实际外形和动力学参数,分别建立了8编组列车空气动力学和多体动力学模型.采用k-ωSST湍流模型计算了各节车所受的非定常气动力,将其作为外部激励输入到多体动力学模型中,形成流固耦合模型,计算了列车的风致车体振动及其安全性.结果表明,在定常强侧风下,各节车辆所受的气动力具有明显的非定常特性,其主频在0.5～7.0 Hz;在非定常气动力的作用下,各节车的横向和垂向平稳性指标均有所增大,其中头车的横向平稳性指标达到3.3,舒适度严重恶化;在较大的横向力和摇头力矩作用下,头车和尾车的车体与横向止挡发生碰撞是造成其横向振动加剧的原因;相较于无气动载荷,在25 m/s强侧风的条件下,列车头车和尾车的安全性指标明显增大,但仍保持在安全限度之内;增加横向止挡间隙、增大抗蛇行减振器和二系横向减振器的阻尼系数均可在一定程度上改善头车的风致横向振动.

    强侧风城际动车组非定常气动力动力学平稳性安全性

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    高速列车主动横向悬挂系统的临界时滞分析

    绳义千石怀龙陈龙飞刘志强...
    96-106页
    查看更多>>摘要：在高速列车主动悬挂系统动作的过程中,时滞现象在所难免,这在一定程度上制约了其性能的发挥.为了探究二系横向主动悬挂系统时滞现象对车辆动力学性能的影响,文章首先建立两自由度1/4车辆横向简化模型,推导出临界时滞理论计算公式;然后,建立高速列车全自由度动力学模型,在Simulink中搭建控制模块进行联合仿真,采用一阶低通滤波器模拟实际控制力的幅值衰减和相位滞后特性,研究模态天棚与PID等控制策略的时滞影响规律.仿真结果表明,随着时滞的增加,模态天棚控制策略下的车体振动迅速恶化,横向平稳性指标迅速增加至2.0以上,而PID半主动控制几乎不增加横向平稳性指标;2种控制策略在50ms内的时滞基本不会使构架振动剧烈恶化.若采用平稳性指标作为临界时滞的判据,则除PID控制策略外的大多数策略对应的临界时滞随着车速的提高而降低.文章系统性地研究了时滞问题,对高速列车主动悬挂系统的设计和优化具有一定的指导意义.

    高速列车主动横向悬挂时滞平稳性联合仿真高速动车组

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    环形Halbach永磁轮新型充磁设计及磁力特性研究

    陈怡浩梁乐刘新邓自刚...
    107-117页
    查看更多>>摘要：径向永磁轮具有"悬浮-推进"一体化的独特优势,但是由于永磁轮存在非气隙侧漏磁现象,使得永磁轮利用率较低,需要进一步提高悬浮承载能力.鉴于此,文章提出了一种新型永磁轮充磁方案,能在相同永磁轮质量的条件下,有效提高悬浮驱动能力.文章提出在相邻永磁体之间插入斜向磁化的永磁体和径向充磁永磁体等分的永磁轮结构,阐述分析其基本原理,并搭建了三维有限元模型,以浮重比和驱重比为性能指标,求解各结构的最优尺寸.仿真结果表明,对于插入斜向磁化永磁体的永磁轮结构,其悬浮力提升了 14.80％,驱动力提升了 14.98％;对于径向充磁永磁体等分的永磁轮结构,其悬浮力提升了 9.2％,驱动力提升了 7.6％.研究结果表明,在永磁体用量相同的情况下,文章提出的充磁方法能够有效改善系统的悬浮力和驱动力特性,节约了成本,并提升了系统的运行效率,为后续永磁轮结构的优化和磁悬浮车辆的设计提供参考.

    永磁轮Halbach阵列充磁结构永磁轮利用率

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    基于dSPACE的独立轮对主动导向控制策略研究

    曾贵萍唐阳蒋明朝
    118-124页
    查看更多>>摘要：独立轮对作为低地板列车的关键组成部分,其结构导致其导向性能缺失、磨损和噪声等问题,这些问题成为制约低地板列车发展的主要因素.文章通过已有的独立轮对单轴转向架滚动试验台,结合dSPACE系统搭建了快速控制原型(Rapid Control Prototype,RCP)测试平台,并提出了 2种主动导向控制策略,分别开展了独立轮对导向性能验证、Simulink和SIMPACK联合仿真验证,以及主动导向控制策略的半实物仿真台架试验.试验结果表明,独立轮对本身不具备曲线对中能力,当添加主动导向控制后独立轮对能完全无横向偏移.文章所提出的2种主动导向控制策略均能够使采用独立轮对的车辆获得良好的曲线通过性能,在补偿车辆速度和曲线半径的情况下,独立轮对横移量能高效地回复至中心线位置.

    独立轮对主动导向控制RCP测试平台半实物仿真dSPACE城市轨道交通

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    切削吸能结构垂向偏置冲击试验与数值模拟研究

    姜焙晨王晖高乾宸汪依宁...
    125-131页
    查看更多>>摘要：为了充分研究切削式吸能装置在垂向偏置载荷下的吸能性能,文章设计了全尺寸垂向偏置冲击试验,并利用有限元软件LS-DYNA对碰撞过程进行了数值模拟,基于验证后的有限元模型,进一步研究垂向偏置冲击对吸能过程的影响.结果表明,文章建立的有限元模型可以准确捕捉切削变形过程,预测的碰撞响应与试验结果吻合较好.轴向冲击工况下切削式吸能装置的总吸能量为230.74 kJ,平均力为590.20 kN,总压缩量为387.02 mm,相比于轴向冲击工况,垂向偏置冲击工况下结构的平均力、总压缩位移和总吸收能量分别减少了 2.6％、1.8％和4.3％.研究发现垂直偏置冲击迫使吸能管产生了约3°的偏转,减少了吸能过程中刀具的切削深度和压缩量,这一变化解释了垂向偏置冲击工况对吸能性能的影响.

    切削吸能结构结构设计垂向偏置冲击试验数值模拟

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    高速列车明线运行时雨刮器气动特性研究

    晋永荣陈晓丽
    132-138页
    查看更多>>摘要：随着列车运行速度的提高,高速列车雨刮器所受的气动载荷作用显著增强,而气动作用下雨刮器产生的失效问题会严重危及行车安全.为探明列车高速运行时雨刮器的气动特性,文章采用三维、定常、不可压缩N-S方程以及k-ε两方程湍流模型,开展300 km/h、350 km/h及400 km/h速度等级下3车编组高速列车雨刮器明线运行气动特性研究.结果表明,随着列车运行速度提升,雨刮器所受气动力显著增大,且雨刮器主要受侧向力作用,头车雨刮器所受气动力比尾车雨刮器更大,为尾车雨刮器的3.2倍.头车雨刮器朝向车体外侧的一侧呈明显负压分布,相对于300km/h,当列车速度提升至350km/h时,雨刮器两侧压差增加了36％;当列车速度提升至400 km/h时,雨刮器两侧压差增加了78％.同时,列车运行时,空气由列车车头中轴线向车体两侧流动,使得雨刮器呈现向两侧分开的运动趋势,而尾车雨刮器呈现由两侧向中间靠拢趋势.文章的研究可为高速列车雨刮器的设计安装选择及结构安全性评估提供参考.

    高速列车雨刮器气动力流场特性数值模拟

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    考虑延时的自动驾驶横向控制综述与分析

    马小龙高铭熊国东
    139-147页
    查看更多>>摘要：随着科技的进步和创新,自动驾驶技术取得了显著的发展.在自动驾驶系统中,车辆的横向控制在实现精确路径跟踪和稳定行驶中起着关键作用,由于传感器数据传输、控制器数据处理和执行器转向响应等因素的存在,延时问题在车辆自动驾驶控制系统中不可避免,然而延时会恶化横向控制的性能和稳定性,因此考虑延时的横向控制方法备受关注.文章旨在对考虑延时的横向控制方法进行总结和分类,简要介绍了车辆模型和横向控制方法,分析了延时产生的原因和延时模型,并从基于延时预测补偿、延时状态空间增广和延时扰动鲁棒控制等3个方面对考虑延时的横向控制方法进行介绍.

    自动驾驶横向控制预测补偿状态增广鲁棒控制延时

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    基于事件触发预测控制的高速列车轨迹跟踪

    金文斌张佳辉姚柏伶孙鹏飞...
    148-154页
    查看更多>>摘要：高速列车运行环境的开放性导致列车容易受到外部阻力的影响,而该阻力难以通过建模的形式进行描述,为此文章研究了以"安全、平稳、准点"为跟踪目标的列车模型预测跟踪控制策略.首先,搭建了高速列车带约束、多目标预测控制模型,计算系统的Tube不变集,对列车状态和控制力进行紧束;在此基础上,为降低在线求解最优控制问题的计算量,设计了动态事件触发Tube模型预测控制策略,仅在满足触发条件时求解最优控制序列;最后,基于上海市域列车实际线路开展仿真验证,结果表明文章提出的控制策略可在保证较好跟踪性能的同时,显著减小模型预测控制的触发次数,降低在线计算量.

    高速列车列车自动驾驶轨迹跟踪模型预测控制事件触发控制

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    基于FCS-MPC的PMSM自抗扰弱磁控制系统设计与分析

    余雨婷黄杰褚衍廷周方圆...
    155-162页
    查看更多>>摘要：永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)弱磁控制系统常用于电动汽车领域.电动汽车运行于低速时,PMSM需要输出大转矩,以响应快速起步、加速及爬坡需求;电动汽车运行于高速,且超过额定速度时,PMSM处于弱磁状态,需具备一定的带载能力,以满足高速行驶和超车工况.针对PMSM弱磁控制中的转速突变,文章设计了自抗扰控制器(Active Disturbances Rejection Controller,ADRC)替代速度外环PI控制器,对扰动项快速观测和补偿,减小速度突变对系统造成干扰,实现转速精准跟踪.针对转矩项干扰,结合转矩和磁链输出值设计有限集模型预测控制(Finite Control Set Model Predic-tive Control,FCS-MPC)以替代传统直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC),构建令转矩和磁链脉动最小的价值函数,再通过价值函数的计算寻优,选取出最优空间矢量控制信号输送给逆变器.基于ADRC和FCS-MPC的优化作用,弱磁控制系统的抗扰能力、电流和转矩输出精度增强,试验验证了所设计系统的可行性和性能优势.

    永磁同步电机自抗扰模型预测控制弱磁控制速度转矩突变稳定性

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    列车网络控制系统的可靠性分配方法研究

    何人伟赵镤张学方
    163-170页
    查看更多>>摘要：列车网络控制系统的可靠性设计与分配在权衡方案利弊、找出影响系统可靠性薄弱环节、促进设计改进等方面有非常重要的指导意义.文章从列车网络控制系统可靠性需求分析出发,研究了计算网络拓扑可靠性的理论技术,提出针对列车网络控制系统冗余架构的网络拓扑状态转移模型,并基于马尔可夫过程推导出网络拓扑可靠性计算的数学表达式;在此基础上,结合复杂度、技术发展水平、重要度、环境条件等影响因素,提出采用评分分配法进行系统部件的可靠性分配方法.最后,以实际应用项目为输入,验证了列车网络控制系统可靠性计算与分配方法.该方法有助于依据实际项目应用对网络控制系统的RAMS分配指标,设计列车网络控制系统拓扑结构,并给出RAMS设计合理性论证方法.

    列车网络控制系统网络拓扑可靠性计算可靠性分配

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