【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及機(jī)車的領(lǐng)域，尤其涉及一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。
技術(shù)介紹
1、隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，鐵路運(yùn)輸面臨著更大的貨運(yùn)需求，這就要求研發(fā)更大功率、更大牽引力的重載機(jī)車。在機(jī)車在牽引貨物列車的過程中，機(jī)車為后方貨物列車提供向前的牽引力，而自身受到向后的水平力。這一水平力和輪軌提供給機(jī)車的牽引力會(huì)產(chǎn)生力矩，造成部分軸軸重減載，從而影響牽引力的發(fā)揮，降低機(jī)車黏著利用率。
2、機(jī)車的黏著控制及相關(guān)設(shè)計(jì)包含在兩個(gè)階段。第一個(gè)階段是機(jī)車設(shè)計(jì)階段的軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化，需要調(diào)整機(jī)車設(shè)計(jì)參數(shù)，改善軸重轉(zhuǎn)移情況，提高靜態(tài)黏著利用率。第二個(gè)階段是機(jī)車在運(yùn)用過程中，在線實(shí)時(shí)進(jìn)行牽引力進(jìn)行調(diào)整，改善黏著利用及空轉(zhuǎn)情況，主要包括再黏著控制及優(yōu)化黏著控制。
3、軸重轉(zhuǎn)移是指機(jī)車在牽引過程中，由于牽引力導(dǎo)致各軸所承受的垂直載荷發(fā)生變化的現(xiàn)象。這種變化降低機(jī)車的黏著利用率，從而可能對(duì)軌道結(jié)構(gòu)造成擦傷，縮短其使用壽命。
4、單輪對(duì)黏著性能最優(yōu)并不意味著機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)整體性能最優(yōu)。為確保某輪對(duì)發(fā)生空轉(zhuǎn)等故障的情況下，系統(tǒng)仍具有較好的整體牽引性能，就需要對(duì)其他輪對(duì)動(dòng)力進(jìn)行協(xié)調(diào)。在某個(gè)輪對(duì)發(fā)生故障后，通過綜合協(xié)調(diào)其他正常各輪對(duì)，實(shí)現(xiàn)多輪對(duì)黏著協(xié)同控制的目的。
5、現(xiàn)有黏著控制第一階段軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化技術(shù)基于優(yōu)化算法，目標(biāo)函數(shù)為最大化牽引力，約束方程采用理論力學(xué)方法列平衡方程，設(shè)計(jì)變量為各軸的牽引力，因此只能通過改變牽引力來改善軸重轉(zhuǎn)移。但是現(xiàn)有機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移調(diào)整技術(shù)的未將牽引桿偏角、軸距、定距等因素納入到設(shè)計(jì)變量
6、現(xiàn)有黏著控制第二個(gè)階段多輪對(duì)黏著協(xié)同控制所采用的方法并沒用充分考慮機(jī)車的力學(xué)特性，往往無法綜合考慮所有輪對(duì)的黏著狀態(tài)，嚴(yán)重影響機(jī)車牽引力的發(fā)揮。
7、因此需要在黏著控制的第一階段機(jī)車設(shè)計(jì)的過程中對(duì)軸重轉(zhuǎn)移進(jìn)行優(yōu)化。在實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，軸重轉(zhuǎn)移涉及到機(jī)車定距，牽引桿傾角，懸掛剛度等多種因素。涉及多個(gè)因素之間的相互作用和影響，在優(yōu)化過程中需要綜合考慮各種因素，進(jìn)行復(fù)雜的力學(xué)分析和計(jì)算。與此同時(shí)，在黏著控制第二階段，多輪對(duì)黏著協(xié)同控制需要結(jié)合機(jī)車牽引力學(xué)特性，對(duì)牽引力進(jìn)行控制，在保證黏著的同時(shí)提升機(jī)車整機(jī)的牽引力發(fā)揮。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于上述目的，本專利技術(shù)提出了一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法，包括：
2、獲取機(jī)車的設(shè)計(jì)參數(shù)，從設(shè)計(jì)參數(shù)中選擇設(shè)計(jì)變量以及對(duì)應(yīng)的初始值；
3、建立車體、前后轉(zhuǎn)向架進(jìn)行機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移力學(xué)模型，并作為平衡條件；
4、選擇優(yōu)化機(jī)車黏著利用率作為目標(biāo)函數(shù)，選擇包括所述平衡條件的約束條件，進(jìn)行求解得到優(yōu)化機(jī)車黏著利用率對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)變量的優(yōu)化值；
5、將所述設(shè)計(jì)變量的優(yōu)化值代入所述機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移力學(xué)模型中，得到優(yōu)化后的軸重分布并計(jì)算得到優(yōu)化后的黏著利用率和牽引力，根據(jù)優(yōu)化后的黏著利用率設(shè)計(jì)六軸機(jī)車，在運(yùn)動(dòng)過程中將牽引力施加到六軸機(jī)車的各軸上。
6、在一些實(shí)施例中，設(shè)計(jì)參數(shù)包括軸重、軸距、定距、牽引桿偏角、車鉤高度、牽引點(diǎn)高度和牽引力；
7、設(shè)計(jì)變量為可變的設(shè)計(jì)參數(shù)。
8、在一些實(shí)施例中，建立車體、前后轉(zhuǎn)向架進(jìn)行機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移力學(xué)模型的步驟包括：
9、為車體、前轉(zhuǎn)向架和后轉(zhuǎn)向架分別建立對(duì)應(yīng)的垂向力平衡模型以及力矩平衡方模型；
10、建立一、二系懸掛物理模型；
11、建立各軸增減載量模型。
12、在一些實(shí)施例中，建立一、二系懸掛物理模型的步驟包括：
13、獲取一系懸掛和二系懸掛對(duì)應(yīng)的垂向位移；
14、獲取車體和轉(zhuǎn)向架對(duì)應(yīng)的一、二系剛度；
15、根據(jù)虎克定律，建立一、二系懸掛物理模型。
16、在一些實(shí)施例中，建立各軸增減載量模型的步驟包括：
17、根據(jù)電機(jī)布置方式計(jì)算各軸在靜態(tài)條件下的垂向載荷；
18、根據(jù)一、二系懸掛物理模型和所述垂向載荷，建立各軸增減載量模型。
19、在一些實(shí)施例中，選擇優(yōu)化機(jī)車黏著利用率作為目標(biāo)函數(shù)的步驟包括：
20、從車輪軸中選擇黏著利用率最低的軸作為最小軸；
21、將最小軸的黏著利用率最大化作為優(yōu)化目標(biāo)；
22、根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)。
23、在一些實(shí)施例中，所述約束條件還包括各軸牽引力增減載范圍，黏著系數(shù)范圍，設(shè)計(jì)變量范圍。
24、本專利技術(shù)提出了一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化系統(tǒng)，包括：
25、獲取單元，配置為用于獲取空轉(zhuǎn)軸黏著控制器采用牽引力及非空轉(zhuǎn)軸牽引力；
26、建模單元，配置為用于建立車體、前后轉(zhuǎn)向架進(jìn)行機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移力學(xué)模型，并作為平衡條件；
27、優(yōu)化單元，配置為用于選擇優(yōu)化機(jī)車黏著利用率作為目標(biāo)函數(shù)，選擇包括所述平衡條件的約束條件，進(jìn)行求解得到優(yōu)化機(jī)車黏著利用率對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)變量的優(yōu)化值；
28、實(shí)施單元，配置為用于將各軸牽引力的優(yōu)化方案代入所述機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移力學(xué)模型中，得到優(yōu)化后的軸重分布，并計(jì)算得到優(yōu)化后的黏著利用率和牽引力，根據(jù)優(yōu)化后的黏著利用率設(shè)計(jì)六軸機(jī)車，在運(yùn)動(dòng)過程中將牽引力施加到六軸機(jī)車的各軸上。
29、本專利技術(shù)提出了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：
30、至少一個(gè)處理器；以及存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)執(zhí)行所述一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法的步驟。
31、本專利技術(shù)提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)執(zhí)行所述一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法的步驟。
32、本專利技術(shù)至少具有以下有益技術(shù)效果：
33、本專利技術(shù)提出了一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，方法包括：
34、獲取機(jī)車的設(shè)計(jì)參數(shù)，從設(shè)計(jì)參數(shù)中選擇設(shè)計(jì)變量以及對(duì)應(yīng)的初始值；建立車體、前后轉(zhuǎn)向架進(jìn)行機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移力學(xué)模型，并作為平衡條件；選擇優(yōu)化機(jī)車黏著利用率作為目標(biāo)函數(shù)，選擇包括所述平衡條件的約束條件，進(jìn)行求解得到優(yōu)化機(jī)車黏著利用率對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)變量的優(yōu)化值；將所述設(shè)計(jì)變量的優(yōu)化值代入所述機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移力學(xué)模型中，得到優(yōu)化后的軸重分布，并計(jì)算得到優(yōu)化后的黏著利用率和牽引力，根據(jù)優(yōu)化后的黏著利用率設(shè)計(jì)六軸機(jī)車，在運(yùn)動(dòng)過程中將牽引力施加到六軸機(jī)車的各軸上。
35、本專利技術(shù)設(shè)計(jì)了能夠?qū)恳龡U偏角、軸距、定距等因素納入到設(shè)計(jì)變量的軸重調(diào)整算法，選取了適用于實(shí)際生產(chǎn)的目標(biāo)函數(shù)，推導(dǎo)了適用于不同電機(jī)布置形式、不同數(shù)量二系支撐的優(yōu)化約束方程。通過軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化，使其更加合理，降低了機(jī)車發(fā)生空轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，提高列車的牽引性能，降低列車的速度波動(dòng)，提高列車的舒適性。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法，其特征在于，建立車體、前后轉(zhuǎn)向架進(jìn)行機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移力學(xué)模型的步驟包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法，其特征在于，建立一、二系懸掛物理模型的步驟包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法，其特征在于，建立各軸增減載量模型的步驟包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法，其特征在于，選擇優(yōu)化機(jī)車黏著利用率作為目標(biāo)函數(shù)的步驟包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法，其特征在于，所述約束條件還包括各軸牽引力增減載范圍，黏著系數(shù)范圍，設(shè)計(jì)變量范圍。
8.一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，包括：
9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法，其特征在于，建立車體、前后轉(zhuǎn)向架進(jìn)行機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移力學(xué)模型的步驟包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法，其特征在于，建立一、二系懸掛物理模型的步驟包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種六軸機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移優(yōu)化方法，其特征在于，建立各軸增減載量模型的步驟包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：崔瀟，桂安富，賈成宏，柳占宇，項(xiàng)盼，何凡，劉派，王盛東，魏明玉，于淼，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中車大連機(jī)車車輛有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。