[發明專利]一種基于靈敏度分析的高速受電弓關鍵參數辨識方法

有效

• 申請號: 201810039385.0
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108229045B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 張靜;段甫川;程肥肥;劉志剛
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 劉凱

本發明公開了一種基于靈敏度分析的高速受電弓關鍵參數辨識方法，采用Sobol’全局靈敏度分析方法，推導計算高速受電弓結構參數對弓頭運動軌跡的一階靈敏度值、二階靈敏度值和總靈敏度值，并分析不同高速受電弓結構參數對高速受電弓動態抬升位移的影響，從而確定影響高速弓網受流質量的關鍵結構參數；進而確定調整何種設計參數最為有效，合理地選擇設計參數。本發明同傳統高速受電弓優化設計方法相比，可大大簡化優化設計過程，以最大限度改善高速弓網的滑動接觸特性。

技術領域

本發明涉及高速受電弓參數辨識技術領域，具體為一種基于靈敏度分析的高速受電弓關鍵參數辨識方法。

背景技術

高速鐵路弓網關系是影響鐵路安全可靠運行的重要因素之一，而接觸網和高速受電弓參數優化設計一直是高速弓網關系的研究重點。為提高高速弓網受流質量，部分文獻提出了接觸網設計參數的優化方案，如宋洋等提出一種接觸網三維模型建立方法，在考慮風偏條件下的非線性求解。然而，這些方案在實施上大多需要重建接觸網，需要消耗較高成本。同接觸網參數優化方案相比，高速受電弓參數設計優化方案更便于實施，因此具有更高的可行性和現實意義。如周寧等采用多質量模型，研究了單個參數變化，分析了高速受電弓結構參數對弓網接觸力的影響；馬果壘等采用多體系統動力學軟件Simpack建立了高速受電弓-接觸網耦合仿真模型，利用高速受電弓質量塊模型參數研究了其對弓網動態特性的影響。但在現存的高速受電弓參數優化方案中，在分析時均未考慮高速受電弓不同設計參數對弓網滑動接觸特性的影響程度。在參數優化設計過程中，對高速受電弓整體參數進行優化設計固然可使高速弓網系統受流質量得到一定改善，但此種方案優化目標過于籠統，在實施過程中易增加成本，且無法使高速受電弓性能優化程度達到最佳。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種可以提高高速受電弓的運動精度；同時考慮各個參數的影響以及參數之間的相互影響，使高速受電弓結構優化設計準確性和可靠性更佳的基于靈敏度分析的高速受電弓關鍵參數的辨識研究方法。技術方案如下：

一種基于靈敏度分析的高速受電弓關鍵參數辨識方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將高速受電弓運動副間隙的隨機誤差計入，建立高速受電弓的弓頭運動非線性模型，根據高速受電弓的框架模型推導弓頭運動軌跡方程；

步驟2：采用Latin超立方抽樣法，對高速受電弓的設計變量隨機樣本進行模擬；

步驟3：采用Sobol’全局靈敏度分析方法，推導并計算高速受電弓設計變量對弓頭運動軌跡的一階靈敏度值、二階靈敏度值和總靈敏度值；

步驟4：推導高速受電弓歸算質量模型，計算不同設計變量影響下的框架質量和框架阻尼；

步驟5：將推導所得不同高速受電弓框架質量和框架阻尼代入仿真模型，分析不同設計變量影響下的高速弓網接觸壓力變化，驗證高速受電弓關鍵設計變量的靈敏度分析結果。

進一步的，所述高速受電弓的弓頭運動非線性模型中弓頭平衡桿與水平方向夾角β為：

其中，(E_x，E_y)、(H_x，H_y)分別為弓頭平衡桿x，y坐標分量；

所述弓頭運動軌跡為：