电力机车电气线路多媒体示教系统研究

摘要

韶山8型电力机车是用于我国电气化铁路干线的一种快速客运机车，在中国铁路历次大提速中发挥了重要作用。电气线路是电力机车最重要的组成部分，也是机车中最复杂、最难学习掌握的部分，同时也是机车运行中最容易出现故障的地方。为了使铁路机务部门的司乘人员和检修技术人员能直观、方便地掌握机车电路的工作原理，更有效地提高机车电气故障的检查与处理能力，本文研制了“韶山8型电力机车电气线路多媒体示教系统”。
　　 本文首先介绍了课题背景和电力机车电气线路教学系统的现状与发展需求。文中通过对电力机车电气线路的分析，提出了对机车电气线路进行原理仿真的简化电路逻辑结构，使复杂的电气线路抽象为逻辑电路、电路关系简化为逻辑关系。文中在介绍嵌入式专家系统的基础上，提出了基于专家系统、计算机多媒体技术、数据库技术的“电气线路多媒体示教系统”的研制方法，包括知识的框架表示，推理模型的建立，数据库文件及控制矩阵的建立等。本文以Authorware作为创作平台，通过其对专家系统数据库的动态数据交换和专用模块的调用，综合利用各种多媒体素材来完成机车电路原理的模拟仿真，满足了电气线路教学的需要。该系统在示教过程中，可模拟司机操纵台的控制，每进行一项操作，即能显示电路中得电线路的电流流通情况，相关继电器、接触器的得失电状态，以及相应联锁开关、触头器件的动作，并同步伴有逼真的电器动作、电机起动等声响。该系统还实现了电路器件知识与实物图片的在线学习功能。
　　 通过在广州铁路（集团）公司多个机务段的应用效果说明，本文所研制的电力机车电气线路多媒体示教系统是成功的。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 中国铁路大提速

1.1.2 韶山8型准高速客运电力机车

1.1.3 电力机车电气线路教学系统现状与发展趋势

1.2 本文主要工作

1.3 本章小结

第二章 电力机车电气线路分析

2.1 电力机车电气线路的构成

2.1.1 主电路

2.1.2 辅助电路

2.1.3 控制电路

2.2 机车电路的分析与简化

2.3 机车电路器件的物理状态和电状态

2.4 基本电路的结构形式

2.5 电路逻辑信息点的分类

2.6 问题的转化

2.7 本章小结

第三章 嵌入式专家系统

3.1 专家系统的基本概念

3.1.1 专家系统的定义

3.1.2 专家系统的组成

3.1.3 专家系统的特点

3.2 嵌入式专家系统

3.3 机车电路仿真系统中的专家系统框架表示

3.4 机车电气线路示教仿真系统中的专家系统机器推理

3.4.1 专家系统推理模型的建立

3.4.2 数据库文件的建立

3.4.3 控制矩阵

3.5 本章小结

第四章 电力机车电气线路多媒体示教系统总体方案设计

4.1 需求分析

4.2 系统总体结构设计

4.3 实现总体方案需解决的几个问题

4.3.1 模拟操纵台的信息采集

4.3.2 电流流动过程的模拟

4.3.3 电路故障的设置

4.4 示教系统总体考虑

4.5 绘图软件及创作平台的选择

4.6 本章小结

第五章 电力机车电气线路多媒体示教系统程序设计

5.1 Authorware创作环境简介

5.2 Authorware对数据库的连接访问

5.2.1. Authorware访问数据库的原理

5.2.2. Authorware中实现数据库调用的关键技术

5.3 动态链接库技术的应用

5.3.1 DLL的建立和调用

5.3.2 UCD的生成和使用

5.4 系统的总体设计及实现

5.4.1 设计目标

5.4.2 示教系统的软件结构

5.4.3 示教系统主程序设计

5.4.4 电路器件状态变换与电流“流动”过程的实现

5.4.5 实物图片“点到即出”功能的实现

5.4.6 电流“流速”控制功能的实现

5.4.7 噪声模拟的实现

5.5 本章小结

第六章 韶山8型电力机车电气线路多媒体示教系统

6.1 示教系统的组成与功能特点

6.2 系统的操作方法

6.3 示教系统的主要电路及仿真

6.3.1 升起受电弓的仿真

6.3.2 闭合主断路器的仿真

6.3.3 起动劈相机的仿真

6.3.4 “向前”、“向后”控制的仿真

6.3.5 调速控制的仿真

6.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致 谢