基于传递函数模型的弓网系统动力学分析.pdfVIP

第 12卷 第3期 铁道科学与工程学报 Volume 12 Number3 2015年 6月 JournalofRailwayScienceandEngineering June2015 基于传递 函数模型的 弓网系统动力学分析 关金发 。吴积钦 (西南交通大学 电气工程学院，四川成都610031) 摘 要：引入系统动力学的传递函数关系，分别将受电弓、接触网线索的动力学方程转化为对应的传递函数模型，受电弓为 单输入单输 出模型，接触网线索单元为多输入输 出模型。利用符号判断，处理弓网系统的非线性因素—— 吊弦力和接触 力。将移动的弓网接触力等效为不同时间序列作用于不同质点的载荷序列，并用罚函数法建立弓网接触模型。最后编程 实现以上方法，建立2种 自由度数量弓网模型进行相同工况计算，发现增加接触网 自由度更能逼近接触网的静态平衡形 状，得到更稳定的接触力、受电弓运行轨迹波形。利用有限元法建模得到相同自由度下的弓网动力性能参数与传递函数模 型比较，验证本计算方法的有效性。 关键词 ：弓网系统；动力学；传递函数 中图分类号：U225．1 文献标志码 ：A 文章编号：1672—7029(2015)03—0650—07 Dynamicsanalysisofpantograph—-catenarysystem basedontransferfunctionmodel GUANJinfa．WUJiqin (DepartmentofElectricalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China) Abstract：Takingtransferfunctionmethod ofsystem dynamicsintoaccount，thedynamicsequationsofpanto· graph—catenarysystem aretransformationintotransferfunctionmodels．Thepantographturnstosingle—input andsingle—outputmode1．Andthewiresofcatenaryturntomulti—inputandsingle—outputmodels．Withthe symbolsjudgment，thenonlinearfactorsinpantograph—catenarysystem canbesolved，whicharedropforces andcontactforce．When thecontactpointofpantograph ismoving，itisequivalenttoadd loadson different nodeswithdifferenttimeseries．Penaltyfunctionmethodwasusedtodealwiththecontactmodelofpantograph— catenarysystem．Atlast，twomodelshavebebuih byusingthetransferfunctionmodels．Theconclusionisthat byincreasingtheDOF ofcatenary，thestaticsshapeofcatenarywillbemorerea1．Andthewaveform ofcontact forceandpantographtrajectorywillbemorestable．Finally，bycomparingdynamicperformanceparametersof pantograph——catenarysystem bythefiniteelementmethodandthetransferfunctionmodelinthecaseofthesame DOF，itcanbeverifiedtheeffectivenessofthecalculationmethod． Keywords：pantog