机车牵引能耗计算方法的研究

论文摘要

机车牵引能耗计算是评价机车能耗性能,以及优化机车调配和组织运输的必要条件。现有的机车能耗计算方法不能对新造机车能耗进行预测,也不能量化各种线路、编组等对牵引能耗的影响。本文提出计算机车做功结合机车总效率的方法预测新造机车能耗。机车总效率是一个与机车工况相关的非线性函数,但型式试验只能测量有限个工况的能耗情况,无法通过试验测量机车每一个工况的总效率值。因此,论文首先建立了连续的机车总效率的关系模型。依据机车型式试验数据的非线性特点,选择径向基神经网络拟合机车总效率的关系模型。考虑机车的实际运行中受力情况,论文建立列车运动方程模型。根据列车运动方程的特殊性,论文采用变步长的计算方法数值求解该运动方程,并理论说明该方法可以在保证计算精度的前提下较快的求解方程。基于上述两个模型,论文求解机车不同运行阶段的做功和牵引能耗值。以SS9型机车为例进行计算,将不同编组、线路、操纵等条件下的机车能耗仿真结果与实际能耗进行比对,表明该方法能更准确的仿真各种运输方案下机车牵引能耗数据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文研究内容与章节安排
• 第二章 机车能耗的总效率模型
• 2.1 机车总效率分析
• 2.1.1 总效率计算方法
• 2.1.2 机车总效率
• 2.2 机车总效率建模
• 2.3 基于径向基神经网络的机车总效率模型
• 2.3.1 径向基神经网络
• 2.3.2 神经网络拟合的总效率模型
• 2.4 本章小结
• 第三章 机车牵引能耗计算
• 3.1 列车运动方程模型
• 3.1.1 列车阻力
• 3.1.2 机车牵引力
• 3.1.3 机车做功及能耗计算
• 3.2 定步长龙格—库塔法求解方程
• 3.3 运动方程的变步长求解法
• 3.3.1 求解方法的简化
• 3.3.2 计算步长的扩大
• 3.4 列车运动方程计算方法
• 3.5 本章小结
• 第四章 机车能耗计算仿真实例及分析
• 4.1 SS9型电力机车能耗仿真计算模型
• 4.1.1 SS9型电力机车牵引特性函数
• 4.1.2 SS9型机车阻力计算函数
• 4.1.3 SS9型机车总效率模型
• 4.2 不同运行条件对牵引能耗的影响
• 4.2.1 不同线路条件下机车能耗情况仿真
• 4.2.2 不同编组条件下机车能耗情况仿真
• 4.2.3 不同操作下的机车能耗情况仿真
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果