地铁列车牵引计算与仿真

摘要

地铁列车的牵引计算是建立在列车运行中所受外力的基础上，分析列车的运行状态，计算列车在整个过程中的运行参数，并进一步解决地铁运行中的一些技术问题的科学计算。我国正处在城市轨道交通大发展时期，所以开发地铁列车牵引计算软件的重要性就不言而喻。 为了建立地铁列车牵引计算与仿真软件，本文主要做了以下工作:文章先介绍列车在运行中的受力状况，并对列车所受的不同外力进行总结;通过列车的动能定理推出列车运动方程得到其所受合力与加速度的关系式，根据列车运行中在曲线段处限速的问题，制定出了相应的牵引策略;由电机工作特性分别描绘出列车牵引力、制动力与速度的曲线;改进了列车的单质点模型，提出了用单质点模型和多质点模型结合的方法，提高了列车牵引计算的精确性;本文根据计算出的机械功率，通过列车电功率与机械功率转化关系得到列车所消耗的电功率与时间曲线;分析列车能量转换过程，通过计算牵引力与制动力做功估算出列车能耗的大小;根据以上原理，文章为列车牵引计算设计出流程图。 本文通过matlab进行编程，用GUI建立了仿真界面，开发出地铁列车牵引计算与仿真软件，并通过该软件仿真出的数据与在车站上取得的真实数据分别用平均运量法计算牵引变电所母线总有效电流值来进行对比，验证了本文中软件编程的正确性和可用性，最后通过具体实例计算出牵引整流机组容量的大小，为牵引变电所整流机组的选配提供参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题的背景及意义

1．2 国内外牵引计算的现状

1．2．1 列车牵引计算现状

1．2．2 城市轨道交通牵引计算

1．2．3 地铁直流牵引供电系统组成

1．3 本文完成的主要内容

第二章 牵引计算的基本理论

2．1 列车的受力分析

2．1．1 牵引力

2．1．2 制动力

2．1．3 列车的基本阻力

2．1．4 附加阻力

2．2 列车的运行状态和牵引策略分析

2．2．1 列车的运行状态描述

2．2．2 列车牵引策略分析

2．3 列车的运动方程

2．4 结论

第三章 城市轨道交通牵引负荷建模分析

3．1 列车牵引力和制动力计算与曲线描绘

3．1．1 列车牵引力计算与曲线描绘

3．1．2 列车制动力计算与曲线描绘

3．2 列车运行距离速度功率的计算

3．2．1 列车运行距离速度的计算

3．2．2 列车所需功率的计算

3．3 列车的单质点模型与多质点模型分析

3．3．1 单质点模型与多质点模型

3．3．2 多质点模型受力分析

3．4 结论

第四章 牵引供电系统容量和列车能耗的计算

4．1 牵引供电系统容量计算方法

4．1．1 平均运量法

4．1．2 牵引变电所整流机容量的计算

4．2 列车运行能耗的计算

4．2．1 列车牵引能耗的计算

4．2．2 列车制动能耗的计算

4．3 列车牵引计算运行算法分析

4．4 结论

第五章 人机交换界面的建立和运行仿真分析

5．1 建立仿真界面

5．2 列车牵引计算编程验证

5．3 牵引整流机组容量计算算例

5．4 结论

第六章 总结和展望

参考文献

研究成果及发表的学术论文

致谢

作者和导师简介