EMS型高速磁浮列車導向動力學研究.pdf

1、常導高速磁浮列車和高速輪軌列車一樣，具有三大功能：支撐(懸浮)、導向和牽引，所不同的是高速磁浮這三大功能都是無接觸和主動控制的。目前對高速磁浮懸浮和牽引的研究比較多，而對導向的研究相對較少。事實上，導向問題對高速磁浮也是十分重要的，我校研發(fā)的高速磁浮導向技術(shù)，在上海嘉定試驗線試驗時就出現(xiàn)了問題，反映了我們對高速磁浮導向問題理解不深。導師組委托對高速磁浮導向動力學問題進行系統(tǒng)的研究，以填補我國在該研究方向上存在的空白。
　　本文以我

2、校承擔的國產(chǎn)化高速磁浮列車懸浮導向技術(shù)的研究課題為背景，采用數(shù)學建模與仿真手段，從動力學角度對車輛導向展開了相對細致的研究。建立了列車沿軌道縱向勻速牽引運行時車輛系統(tǒng)的導向動力學模型，研究了系統(tǒng)彎道運行時的導向特性。論文主要研究內(nèi)容如下：
　　1.通過實驗測量、理論分析和計算，建立了車輛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的等效參數(shù)模型，通過平曲線微分方程求解，建立了軌道線路的數(shù)學模型，為動力學建模與仿真提供了模型參考。
　　2.研究了彎道運行時車輛系

3、統(tǒng)多剛體導向動力學的數(shù)學建模問題。提出了選取軌道坐標系為牽連坐標系，將慣性下車輛系統(tǒng)各剛體的導向動力學建模歸為一類，利用動力學理論推導了剛體牽連軌道運行時相對軌道的側(cè)移與偏航運動方程。
　　3.研究了彎道運行時車輛系統(tǒng)與軌道間導向電磁力作用的計算問題。通過基于磁通管法的導向電磁力解析式的理論推導、有限元軟件的數(shù)值驗證與修正，建立了導向電磁鐵相對曲線軌道存在側(cè)移與偏航時電磁合力和合力矩的計算公式。
　　4.研究了彎道運行時車輛

4、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)間懸掛裝置力和力矩作用的計算問題。建立了電磁鐵與轉(zhuǎn)向架之間懸浮和導向一系懸掛裝置的變形及其作用、車廂與轉(zhuǎn)向架之間二系裝置中擺桿的運動及裝置作用的計算模型。
　　5.通過以上模型的仿真與分析，全面研究了單轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)、雙轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)和單節(jié)列車系統(tǒng)直線道和彎道運行時的導向動力學特性、導向控制系統(tǒng)的工作特性及主要影響因素等，并結(jié)合試驗數(shù)據(jù)對仿真結(jié)果進行了初步驗證。
　　高速磁浮列車的車廂與轉(zhuǎn)向架之間采用擺式結(jié)構(gòu)，而下部走行機構(gòu)