100%低地板輕軌車關(guān)鍵技術(shù)研究與裝備集成.pdf

1、本文基于我國研制的首列具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的100％低地板輕軌車,對鋁合金輕量化車體、獨立輪黏著利用、基于網(wǎng)絡(luò)的故障診斷、基于新型微機系統(tǒng)的牽引控制等關(guān)鍵點進行了深入的理論分析，開展了以下研究工作:
　　根據(jù)低地板車的特點，采用模塊設(shè)計理念和鋁合金整體承載結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了整車的模塊化設(shè)計和輕量化，整車減重2噸多。借助ANSYS軟件對鋁合金車體進行了建模和有限元強度分析，分析結(jié)果表明，開發(fā)研制出的板梁結(jié)構(gòu)鋁合金車體，完全滿足車輛的輕量化

2、和整體強度要求。
　　針對低地板車兩側(cè)獨立輪對由于缺乏傳統(tǒng)的機械耦合作用而更容易發(fā)生擦輪的現(xiàn)象，深入分析了傳統(tǒng)防滑/防空轉(zhuǎn)策略的不足，提出了一種基于全維狀態(tài)觀測器的黏著利用優(yōu)化控制方法，進行了多工況下的實例仿真和現(xiàn)場動調(diào)試驗，驗證了所提出的黏著利用優(yōu)化控制方法可快速搜索到當(dāng)前路況的黏著峰值點，實現(xiàn)了100％低地板車電力牽引系統(tǒng)的最佳黏著利用。
　　基于100％低地板車網(wǎng)絡(luò)需求，從開放式系統(tǒng)互聯(lián)(Open SystemsInt

3、erconnection, OSI)多重模型出發(fā)分析了CANOpen總線作為100％低地板車車載網(wǎng)絡(luò)的可行性，給出了基于調(diào)度的數(shù)據(jù)傳輸率優(yōu)化原則;從CANOpen的網(wǎng)絡(luò)動態(tài)實時傳輸出發(fā)，研究了基于事件系統(tǒng)(Event Systems，ES)推理和數(shù)據(jù)特征層及決策層融合的100％低地板車的設(shè)備級與整車級故障診斷方法;結(jié)合網(wǎng)絡(luò)傳輸和故障診斷，依托多代理系統(tǒng)(Multi-agent system，MAS)設(shè)計架構(gòu)研究了100％低地板車的設(shè)備級

4、與整車級動態(tài)維護維修方法，基于著色Petri網(wǎng)(Colored Petri Nets，CPN)模型給出了維護維修對象元件的動態(tài)確定方法并給出了維護維修過程的置信度。
　　面向100％低地板車電力牽引系統(tǒng)的控制需求，提出了雙DSP+FPGA的系統(tǒng)架構(gòu)模式，充分發(fā)揮了DSP和FPGA在數(shù)字信號處理及并行處理方面的性能優(yōu)勢，并基于分層控制技術(shù)設(shè)計軟件功能，為實現(xiàn)高質(zhì)量的牽引控制提供了完善的解決思路。以此為硬件基礎(chǔ)，實現(xiàn)了異步SVM、同步

5、SVM、優(yōu)化同步SHEPWM及方波相結(jié)合的多模式脈寬調(diào)制策略，通過矢量控制和標(biāo)量控制相結(jié)合的模式，實現(xiàn)了100％低地板車全速度范圍內(nèi)的牽引電機高性能控制。
　　通過整車關(guān)鍵技術(shù)的深入研究和關(guān)鍵裝備的集成，實現(xiàn)了完全自主創(chuàng)新。開發(fā)研制出牽引變流系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與故障診斷軟件，基于地面節(jié)能型牽引傳動試驗系統(tǒng)及現(xiàn)場大量試驗。目前，論文所研制的100％低地板車已經(jīng)完成了所有型式試驗和線路運行考核試驗，完成了5000多公里的中試?yán)锍?，已?jīng)正式