磁浮列车仿真平台设计及运控算法研究

论文摘要

随着社会的发展,人们对交通运输在速度、舒适等各方面的要求越来越高。当轮轨交通面临速度提升瓶颈时,磁浮交通以其无机械接触的崭新技术带来地面交通运输性能上的全面提升,导致了交通工具的一场革命。随着德、日等国磁浮试验线的建立以及我国上海磁浮运营线的投入使用,磁浮技术越来越成熟,也越来越引起各国政府的重视。我国虽然建立了自己的磁浮商业运营线,但由于德国Transrapid磁浮铁路是一个十分封闭的系统,许多关键技术并未掌握。要发展高速磁浮铁路,就必须自主研发。因此,建立一个磁浮仿真平台就显得极有意义。本文由此出发,首先在对磁浮交通系统进行简要介绍分析之后,定位了仿真平台的仿真方向:列车运行控制仿真。其次根据仿真平台需要设计了路线编辑模块。并针对磁浮列车的特点实现了辅助停车区、二维速度防护曲线等速度防护信息的生成算法。然后根据列车运行受力情况分析了最优运行控制方式,以此实现了最优运行速度曲线的生成算法,并进一步完善了运行控制系统的各项功能。之后设计了一些仿真试验,检验了仿真平台的仿真效果和运控系统的控制能力。最后对本文内容做了简要总结,并提出了一些本文未能讨论的关键技术以及未来的研究方向。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 磁浮技术现状
• 1.3 问题的提出
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 磁浮仿真平台软件结构设计
• 2.1 磁浮交通系统构成
• 2.1.1 线路
• 2.1.2 车辆
• 2.1.3 供电系统
• 2.1.4 运行控制系统
• 2.2 仿真平台软件结构设计
• 2.2.1 需求分析
• 2.2.2 结构设计
• 2.3 小结
• 第三章 速度防护信息生成算法研究
• 3.1 磁浮列车运行线路编辑模块
• 3.1.1 磁浮线路选线
• 3.1.2 磁浮线路存储结构
• 3.1.3 磁浮线路信息的录入和分析
• 3.2 磁浮列车速度防护信息
• 3.2.1 磁浮列车运行受力分析
• 3.2.2 速度防护信息
• 3.2.3 辅助停车区和二维速度安全曲线生成算法
• 3.3 小结
• 第四章 磁浮列车最优运行方式分析
• 4.1 磁浮列车运行方式的优化
• 4.1.1 更快地加速还是更长地加速
• 4.1.2 匀速还是变速
• 4.1.3 惰行还是制动
• 4.1.4 上坡运行优化控制方式
• 4.1.5 下坡运行优化控制方式
• 4.2 运行速度曲线存储数据结构
• 4.3 最优运行速度曲线生成算法
• 4.3.1 直接法求最优运行速度曲线
• 4.3.2 间接法求最优速度曲线
• 4.4 小结
• 第五章 列车仿真运行和运控功能实现
• 5.1 磁浮沪杭线
• 5.2 运行控制系统实现
• 5.3 单列仿真试验
• 5.3.1 正常情况下列车运行仿真
• 5.3.2 牵引系统故障紧急停车
• 5.3.3 运行计划实时调整
• 5.4 小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献（REFERENCE）
• 作者简介