高速列车受电弓导流板及其气缸主动控制策略的研究.pdfVIP

高速列车受电弓导流板及气缸主动控制策略研究 燕，吴俊勇，宋洪磊吴 高速列车受电弓导流板及气缸主动控制策略研究 吴 燕，吴俊勇，宋洪磊 摘 要：高速列车受电弓良好的空气动力学性能是保证受流稳定可靠的重要因素之一，其性能主要取决于 列车速度、受电弓外型、导流板角度、高速气流冲击弓头的角度及轨道状况等。本文提出了基于 高速列车受电弓弓头导流板的模糊 Bang-Bang 主动控制和气缸主动控制策略，通过调节导流板角 度和节流阀，改变作用在受电弓上的抬升力，并在MATLAB Simulink 环境下对控制策略和效果进 行了仿真，验证了控制策略的有效性。仿真结果表明，通过改变导流板的角度合节流阀可以改变 受电弓上抬升力的大小，使弓头和接触线的接触压力接近于理想的平均接触压力，减小接触压力 的波动范围，达到减少离线的目的。 关键词：高速列车；弓网受流；导流板；主动控制；模糊bang-bang 控制 我国高速铁路中采用的受电弓需要与不同车型配合使用，因此弓网受流性能也有所差别。在 接触网和动车组一定的条件下，改善受流性能的措施和目标集中到安装在车顶的高速受电弓上。 受电弓主动控制实现简单，投资少，可以作为解决高速受流问题的有效方法。 当动车组速度达到300km/h （83.3m/s ）及以上时，高速气流对动车组的性能影响较大，气动 力产生的噪声会影响乘坐舒适性并造成噪声污染，隧道中高速气流会使动车组振动加剧。近年来 [2,4,9,11,12,14,18] [1,8,12,18] 国内外学者对受电弓的主动控制进行了研究，主要有控制受电弓的框架 ，弓头 和气缸压力等三种方式。 1 高速受电弓导流板的附加抬升力 高速受电弓随着速度的提高，其理想平均接触压力可由经验公式（1）计算得到： P 0.00097V 2 70 （1） e 式（1）中P 为平均弓网理想接触压力；V 为列车运行速度。变化规律如图1所示。 e 图1 弓网理想平均动态接触压力 1.1 导流板附加抬升力计算 高速受电弓导流板（规格110mm×110mm×5mm）所产生的附加抬升力，可由式（2 ）计算： 作者简介：吴 燕，北京交通大学电气工程学院，博士研究生 吴俊勇，北京交通大学电气学院，教授，电力系主任 宋洪磊，北京交通大学电气学院，硕士研究生 87 高速列车受电弓导流板及气缸主动控制策略研究 燕，吴俊勇，宋洪磊吴 2 2 2 F F F 2L 2prC v sin q cosq cos q sinq y y y 1 1 2 2 2 r v C Y cos q cosq X sin q cosq 2L 2 d 1 c c 1 （2 ）