[發(fā)明專利]一種虛擬軌道列車縱-橫向耦合動力學模型的建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910546987.X
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110309483B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設計）人: 胡云卿;王金湘;嚴永俊;吳夢陽;張寧;莊偉超;黎向宇;王斌
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司;東南大學
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周蔚然

1.一種虛擬軌道列車縱-橫向耦合動力學模型的建模方法，其特征在于：包括下述步驟：

(a)虛擬軌道列車是將三個車廂連接起來，以列車的第一節(jié)車廂為例，建立橫向的列車動力學模型，

m₁α_y，1＝F_yf，1+F_yr，1-F_yh，1

第一節(jié)列車前后車軸的側向力表示為：

式中，m₁為第一節(jié)列車的質量；F_yf，F(xiàn)_yr分別為每節(jié)列車前后輪受到的側向力；I_z，1為轉動慣量；α_f，α_r分別為第一節(jié)車廂前后輪的側偏角；C_αf,1,C_αr,1分別為第一節(jié)車廂的前后輪側偏剛度；ψ₁為第一節(jié)列車的橫擺角；為第一節(jié)列車的橫擺角速度；V_x為列車的縱向速度；a_y,1為第一節(jié)車廂的橫向加速度；I_f，I_r，I_h分別為每節(jié)列車前軸到質心的距離、后軸到質心的距離以及鉸接點到車軸的距離；其中f代表前，r代表后；

(b)建立虛擬軌道列車縱向動力學模型

其中：F_roll＝mgfcosθ(x)，F(xiàn)_drg＝mgsinθ(x)；

式中，F(xiàn)_T為輪胎縱向力；F_aero,1為列車第一節(jié)車廂的空氣阻力；F_roll,1,F_roll,2和F_roll,3分別為列車第一、第二和第三節(jié)車廂的車輪滾動阻力；F_drg,1F_drg,2F_drg,3分別為列車第一、第二和第三節(jié)車廂重力在當前方向上的分力；F_1,2,F_2,3分別為1，2節(jié)車廂之間的作用力、2，3節(jié)車廂之間的作用力；m₁,m₂和m₃分別為列車第一、第二和第三節(jié)車廂的質量；T為第一軸發(fā)動機的扭矩；R_tire為車輪的半徑；ρ為空氣密度；C_d為空氣阻力系數(shù)；A_F為迎風面積；v_x為車輛縱向車速；g為重力加速度；f為輪胎與地面的摩擦系數(shù)；θ(x)為每節(jié)列車車廂在當前位置的行駛坡度；

(c)將橫向動力學模型與縱向動力學模型結合起來，得狀態(tài)空間方程形式的虛擬軌道列車線性系統(tǒng)：

其中：

u＝[δ_wf，1，δ_wr，1，δ_wf，2，δ_wr，2，δ_wf，3，T，F(xiàn)_1，2，F(xiàn)_2，3]^T。