多质点列车动力学模型
单质点列车模型为了简化列车受力情况，将整列车视为一个刚性质点，忽略车辆间的相互作用，较大地偏离列车真实的纵向动力学特性，不能反映列车纵向力的变化，成为计算误差的重要来源。因此，单质点列车模型较大偏离了列车的实体属性，应寻找一种计算更精确，误差更小的模型，即多质点列车运行模型。
１多质点列车动力学模型介绍
多质点列车模型的基本思想是Ｗ每一台机车或车辆为单位，将其看成一个质点，这些质点带有型、质量和长度的属性，既相互独立，又通过前后车之间的拉力紧密地结合在一起，构成一个能够反映列车真实编组情况的质点链。多质点列车模型能够反映列车编组情况、长度和相互之间的连接方式对列车受力的影响，最重要的是可Ｗ观察车厢之间的车钩力，避免纵向冲动过大导致车钩被拉断。
为精确反映列车在线路条件变化（变坡点和变曲率点）时的受力情况，将多质点列车动力学模型与线路信息紧密结合。提前采集线路信息并存储在列车控制系统中，在列车运行过程中，机车或货车经过某段线路时，在线读取此段线路的坡度信息，并计算此时该机车或车辆所受到的坡道附加阻力，从而使对每个质点的受力分析更加精确。机车或车辆接收线路数据流程如图２所示：
２多质点列车动力学模型建模
２．１多质点模型受力分析
在改进多质点列车动力学模型中，将每台机车或车辆看成是一个质点，考虑这些质点之间互相的拉力，在每节车厢的两端，缓冲器连接到底盘上，作为一个缓冲装置与车钩或者牵引杆相连。缓冲器承受来自车钩的压力，它们的整体长度变化量取决于车钩的最大位移。缓冲器由刚性支撑架和提供阻尼的缓冲装置构成，一旦形变量达到最大值，缓冲器就变成刚性体，冲击力就会直接传递到车体。缓冲器和车钩共同构成了稱合车钩系统，如图３所示。松弛车钩的肘形接头导致牵引力－位移曲线有一个死区，在车钩的最大位移Ｗ内车钩特性是像弹黃一样均匀变化的。
为了简化重载列车上上百个车钩系统的计算，将每个车钩系统简化为一个弹黃和一个阻尼器的结构，其受力模型可简化为：
当缓冲器的形变量小于其上限时这种近似计算非常接近真实情况，而一旦车钩的形变量大于其上限，车钩力就会变成内力，导致系统的非线性。在本文研究中，位移限制器限制每个采样点的位移在相应的位移范围内，缓冲器形变量达到上限所造成的冲击力在本文中不予考虑。在此多质点模型中，将每个车钩系统简化为一个弹黃和一个阻尼器，每节机车或货车看成一个质点，通过车钩锅合器和其它车体相连，每台机车或货车的运动方程也单独考虑，参考Ｙａｎｇ和Ｓｕｎ的研究１，一列包含一台ＨＸＤ３机车和Ｃ７０货车的货运列车其完整的简化模型如图４所示。
２．２列车状态空间方程建立
在列车多质点动力学模型中，对每个＂质点＂进行受力分析，分别得出它们的受力方程和状态巧间方巧，为系统建模打下基础。
货车Ｍｌ进行受力分析，它受到化车车钩的拉力、阻力、制动力Ｗ及后一辆货车通过车钩１对它向后的拉力，如图６所示：
确定了列车编组情况Ｗ后，对列车建立多质点动力学模型，根据所确立的每一台机车或货车质点的状态空间方程，即可建立其相应的动力学模型，本节中因为篇幅限制只对机车Ｍ。、第１２辆货车Ｍ，，做出描述
其中ｒＯ模块是用于计算机车运巧过程中所受到的阻力，包括基本阻力和附加阻力，它是一个随时间不断变化的量，通过运行过程中机车实时的速度和位移结合己知的线路信息计算得出，计算方法如图５－９所示；
多质点列车模型的阻力计算与单质点有一些差异，它的机车所受的基本阻力公式为：
货车的动力学模型
总的结果：（受页面限制，只展示一部分）
有需求添加微信公众号lieche650或者留言。
多质点列车动力学模型相关推荐
- 【列车节能优化】--灰狼优化算法的应用
列车节能优化:灰狼优化算法的应用 一.研究背景 二.灰狼优化算法简介 三.灰狼优化算法在列车节能优化中的应用 1.算法求解模型 1.1 将多目标优化问题转化为单目标问题 1.2 基于Pareto原理求 ...
- 【文献阅读】多目标优化算法改进-Part1
一.改进NSGA-Ⅱ算法 文献:改进NSGA-Ⅱ算法的动力总成悬置系统怠速振动优化 摘要:在NSGA-Ⅱ算法的基础上引入自适应遗传因子以提高其寻优性.收敛性,基于改进的NSGA-Ⅱ算法,使用 振型叠加 ...
- 双轴反作用轮定点自平衡杆动力学模型
前言:笔者曾经看到过一篇控制系统实践论文,论文描述的是一种自平衡杆系统的实现.该系统的实体如右图所示,借助两电机的驱动动量轮获得反作用力矩,并在地面摩擦力的共同作用下实现定点直立平衡.论文中控制系统使 ...
- 用java做列车牵引计算,[_列车牵引计算及操纵示意图计算机软件的开发] 颈椎牵引器图片...
第35卷 第5期 2000年10月JOURNAL 西 南 交 通 大 学 学 报V ol . 35 N o . 5 O ct . 2000OF SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSIT ...
- 基于通用学习环境和多智能体深度强化学习的列车运行图
1. 文章信息 <Train timetabling with the general learning environment and multi-agent deep reinforce ...
- 笔记-基于对偶四元数的姿轨耦合动力学模型1
基于对偶四元数的航天器姿轨耦合建模 对偶四元数能一体化描述空间刚体转动和平动,基于对偶四元数建立航天器相对运动的姿轨耦合动力学模型.对偶四元数表示的动力学模型形式简洁,具有明确的物理意义,与四元数描述 ...
- 详细阐述磁浮列车目标速度曲线优化的研究展望
磁浮列车的目标速度曲线优化是磁浮列车技术的关键研究方向之一.目标速度曲线的优化旨在提高磁浮列车的运行效率和安全性. 研究方向包括: 建立磁浮列车运动学和动力学模型,以确定目标速度曲线的影响因素: 分析 ...
- matlab求解外弹道,基于MATLAB∕Simulink的通用质点外弹道程序设计.pdf
2017.01 设计与研发 基于 MATLAB/Simulink 的通用质点外弹道程序设计 崔 瀚 (沈阳工学院兵器类虚拟仿真实验教学中心, 辽宁抚顺 ,113122 ) 摘要:本文以弹丸质点外弹道学 ...
- Nat. Commun. 速递：虚拟颅内脑电与神经动力学模型
来源:集智俱乐部 作者:曹淼 编辑:邓一雪 导语 时间-空间尺度动态演变的动力学系统建模,为研究大脑状态和状态转移的神经机制提供了理论基础.最近墨尔本大学曹淼等人的联合团队在Nature Comm ...
- 一打在2019年亮相的迷人科技项目：飞行汽车、子弹头列车、登月、……
来源:IEEE电气电子工程师学会 以色列要登月! 以色列的SpaceIL计划在2019年上半年向月球发射一个月球着陆器.该公司最初成立的目的是角逐Google的月球XPrize大奖,但比赛截止日期已过 ...
最新文章
- 深度丨我们可以有多信任人工智能
- appium简明教程（7）——Desired Capabilities详解
- 第二讲 完全背包问题(对背包九讲的学习)
- Linux的磁盘管理
- 增大hadoop client内存
- 【数据分析】2020年创业公司到底过得怎么样？数据分析来为你揭晓
- 物理实验模拟软件_网络系统实验平台：发展现状及展望
- do sb suggest to_suggest sb to do还是doing
- AbstractQueuedSynchronizer源码
- 预测纽约出租车行程时间
- 统计月读（2019年5月）
- javaSpring面试题，安排
- ECharts异步数据获取
- 《Deep Learning for Visual Tracking: A Comprehensive Survey》
- 苹果手机制作铃声 （简易版）
- C Prime Plus 第一章 初识C语言
- php示例代码之使用MySQLi接口
- Android下最好用的免费在线影视应用是哪个？
- RTL8812AU/21AU and RTL8814AU drivers and linux driver
- androidnbsp;关机闹钟