CN112347603A - 一种轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法及装置 - Google Patents
一种轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112347603A CN112347603A CN201910734593.7A CN201910734593A CN112347603A CN 112347603 A CN112347603 A CN 112347603A CN 201910734593 A CN201910734593 A CN 201910734593A CN 112347603 A CN112347603 A CN 112347603A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- test
- vehicle
- comfort
- dcu
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 210
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 59
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000013210 evaluation model Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 54
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 35
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 12
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 7
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 14
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 5
- 238000012356 Product development Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 2
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
- G05B23/02—Electric testing or monitoring
- G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
- G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
- G05B23/0243—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults model based detection method, e.g. first-principles knowledge model
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
- G06Q10/06393—Score-carding, benchmarking or key performance indicator [KPI] analysis
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Economics (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Development Economics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Operations Research (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Marketing (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明公开一种轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法及装置,该方法步骤包括:S1.基于车辆的粘着利用效率构建车辆的平稳舒适性评估模型;S2.向待测车辆的DCU发送控制信号以模拟测试待测车辆在指定运行工况下的运行状态,根据测试过程中的测试数据计算待测车辆的粘着利用效率;S3.使用测试得到的粘着利用效率按照平稳舒适性评估模型计算评估值,根据计算的评估值评估待测车辆的平稳舒适性。本发明具有实现方法简单、成本低、能够在软件装车前实现轨道交通车辆平稳舒适性的测试及评估,且评估精度高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通车辆技术领域,尤其涉及一种轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法及装置。
背景技术
随着铁路交通的迅猛发展,铁路已逐渐跨入以“高速客运、重载货运”为特征的新时代,而传统的运输系统会面临许多难题,其中一个关键问题即为:行车速度越高,舒适性问题愈显突出。车辆在高速运行过程中会产生各种振动,影响旅客乘坐的舒适性和装运货物的完整,车辆行驶过程中的振动程度即反映车辆运行的平稳舒适性,平稳舒适性也即为评估乘坐舒适度,提升车辆平稳性、舒适度则能够更好地提升乘客乘坐体验及满意度,减少车辆行驶中的振动也可以更好地保障货运物品的完整性,因而在轨道交通车辆投入运营前需要对车辆的平稳性、舒适性进行评估,以确保车辆能够满足平稳舒适性需求。
对于列车振动平稳舒适性/舒适性的评估,目前通常都是在车厢内某些位置处设置振动传感器,通过振动传感器测量车辆运行过程中车厢内各位置处的振动,记录车体振动程度,基于振动数据计算评价指标来评价列车平稳舒适性,如国际铁路联盟的UIC513标准、国内标准GB5599-85等,常规使用的平稳舒适性指标W即为Sperling指标,计算公式为:
式中,A为车体振动加速度(g);f为振动频率(Hz);F(f)为频率修正系数,如表1所示。
表1:频率修正系数
F(Hz) | F(f) |
0.5~5.9 | 0.325f<sup>2</sup> |
5.9~20 | 400/f<sup>2</sup> |
>20 | 1 |
但是上述基于振动数据计算Sperling指标进行评估的方式,实现较为复杂,所需要的测试资源较多,需要布置大量的振动传感器经过大量数据检测来确保精度,测试成本较高,且传感器的布置位置、数据采集精度等都会影响评估精度,同时通常是以现场测试为主,必须在软件装车后才能进行测试,不能在装车前即提前测试评估出车辆的平稳性、舒适性,在现场装车后需要更改软件时也不便于重新进行测试或调试。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题,本发明提供一种实现方法简单、成本低、能够在软件装车前实现轨道交通车辆平稳舒适性的测试及评估,且评估精度高的轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法及装置。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
一种轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法,其特征在于,步骤包括:
S1.评估模型构建:基于车辆的粘着利用效率构建车辆的平稳舒适性评估模型;
S2.粘着利用效率测试:向待测车辆的DCU(Drive Control Unit,传动控制单元)发送控制信号以模拟测试待测车辆在指定运行工况下的运行状态,根据测试过程中得到的测试数据计算待测车辆的粘着利用效率;
S3.平稳舒适性评估:使用测试得到的所述粘着利用效率按照所述平稳舒适性评估模型计算评估值,根据计算的所述评估值评估待测车辆的平稳舒适性。
作为本发明的进一步改进,所述步骤S1中构建的所述平稳舒适性评估模型为:
平稳舒适性值=k×粘着利用效率
其中,k为不同车型车辆对粘着影响的系数。
作为本发明方法的进一步改进,所述步骤S2中,具体通过获取测试过程中得到的车辆运行参数的测试波形,并取所述测试波形得到车辆运行参数的瞬时值,以及取所述测试波形的下包络线作为车辆运行参数的理想值,比较所述车辆运行参数的瞬时值、理想值计算得到所述粘着利用效率。
作为本发明方法的进一步改进,所述运行参数为加速度,即获取测试过程中车辆的加速度测试波形,并取所述加速度测试波形得到实际加速度瞬时值,以及取所述加速度测试波形的下包络线得到理想加速度瞬时值,按照下式计算得到所述粘着利用效率:
其中,EndTime为结束取值时间点,BeginTime为起始取值时间点。
作为本发明方法的进一步改进,所述运行参数为力矩,即获取测试过程中测试得到的力矩测试波形,并取所述力矩测试波形得到实际力矩瞬时值,以及取所述力矩测试波形的下包络线得到理想力矩瞬时值,按照下式计算得到所述粘着利用效率:
其中,EndTime为结束取值时间点,BeginTime为起始取值时间点。
作为本发明方法的进一步改进,所述理想值取值时具体去除所述测试波形中起始段以及结束段后取剩余段波形的值,其中所述起始段为所述测试波形中从0值升至第一个拐点所对应的线段,所述结束段为所述测试波形中从最后一个拐点降至0值所对应的线段。
作为本发明方法的进一步改进,所述步骤S2中,具体通过构建半实物仿真测试平台,由所述半实物仿真测试平台对DCU进行模拟测试,所述半实物仿真测试平台中布置有用于实时仿真机运行仿真模型,并与所述DCU进行实时数据交互的实时仿真机,以及用于模拟向DCU发出网络控制信号并接收所述DCU上传的数据信息的虚拟司控台,以及用于配置DCU中软件参数以及监控DCU中软件运行状态的DCU软件配置和监控模块。
作为本发明方法的进一步改进,所述半实物仿真测试平台中还配置有干扰装置,用于产生干扰信号发送给DCU以模拟指定干扰工况。
作为本发明方法的进一步改进,所述步骤S2中运行工况包括车辆加速、减速以及拐弯工况中的一种或多种。
一种轨道交通车辆平稳舒适性测试评估装置,包括:
评估模型构建模块,用于基于车辆的粘着利用效率构建车辆的平稳舒适性评估模型;
粘着利用效率测试模块,用于向待测车辆的DCU发送控制信号以模拟测试待测车辆在指定运行工况下的运行状态,根据获取得到的测试数据计算待测车辆的粘着利用效率;
平稳舒适性评估模块,用于使用测试得到的所述粘着利用效率按照所述平稳舒适性评估模型计算评估值,根据计算的所述评估值评估待测车辆的平稳舒适性。
作为本发明装置的进一步改进,所述粘着利用效率测试模块包括计算单元,用于通过获取测试过程中得到的车辆运行参数的测试波形,并取所述测试波形得到车辆运行参数的瞬时值,以及取所述测试波形的下包络线作为车辆运行参数的理想值,比较所述车辆运行参数的瞬时值、理想值计算得到所述粘着利用效率。
作为本发明装置的进一步改进,所述粘着利用效率测试模块还包括半实物仿真测试平台,所述半实物仿真测试平台与所述DCU连接以对DCU进行模拟测试,所述半实物仿真测试平台包括:
实时仿真机,用于实时仿真机运行仿真模型,并与所述DCU进行实时数据交互;
虚拟司控台,用于模拟向DCU发出网络控制信号并接收所述DCU上传的数据信息;
以及DCU软件配置和监控模块,用于配置DCU中软件参数以及监控DCU中软件运行状态。
作为本发明装置的进一步改进,所述半实物仿真测试平台还包括干扰装置,用于产生干扰信号发送给DCU以模拟指定干扰工况。
一种轨道交通车辆平稳舒适性测试评估装置,包括计算机设备,其特征在于,所述计算机设备被编程以执行如上述方法的步骤,或者该计算机设备的存储介质上存储有被编程以执行上述方法的计算机程序。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1、本发明轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法及装置,利用粘着利用率与轨道交通车辆平稳舒适性之间的关系,基于粘着利用率来构建车辆的平稳舒适性评估模型,评估时对待测车辆牵引系统中核心组成部件DCU进行模拟测试,利用测试数据计算车辆的粘着利用效率,使用粘着利用效率来评估车辆的平稳舒适性,实现操作简单,无需如传统评估方式需要测量大量的振动数据,可以减少大量的测试成本,且基于粘着利用率可以准确、有效实现平稳舒适性评估,同时可以在软件装车前即完成评估,既能够进一步节省成本,也能使测试提早介入产品开发生命周期,在评估不符合要求时可以及时对车辆进行调整配置。
2、本发明轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法及装置,进一步采用测试波形的下方包络线作为理想值计算粘着利用效率,可以避免将不属于实际出力的部分也参与计算,减少粘着利用效率的计算偏差,进一步提高平稳舒适性的评估精度。
3、本发明轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法及装置,进一步采用能够更为准确的反映真实场景的力矩作为参数,通过比较列车运行过程中实际力矩值和理想力矩值来计算粘着利用效率,同时考虑机车运行环境复杂,实际力矩波动很大,选取下包络线作为理想力矩值,可以有效剔除力矩在变化过程中调整部分的值,能够进一步提高粘着利用效率的测试精度,进而提高轨道车辆平稳舒适性的评估精度。
4、本发明轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法及装置,进一步采用半实物仿真测试的方式对DCU进行测试,测试工况能够接近于真实工况,准确的测试出车辆的实际运行状态,使得可以在软件装车前即准确的测试评估出轨道交通车辆的平稳舒适性。
附图说明
图1是本实施例轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法的实现流程示意图。
图2是本实施例中采用的粘着控制的实现原理示意图。
图3是具体应用实施例中得到的粘着试验结果示意图。
图4是传统利用上包络线计算粘着利用率的原理示意图。
图5是特殊工况下(值相对小且波动较大)使用传统利用上包络线计算粘着利用率的原理示意图。
图6是特殊工况下(值相对小且波动较大)使用下上包络线计算粘着利用率的原理示意图。
图7是本发明具体应用实施例中使用力矩以及力矩上包络线计算粘着利用率的原理示意图。
图8是本实施例采用的测试系统的结构示意图。
图9是本实施例实现测试评估的具体流程示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述,但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图1所示,本实施例轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法的步骤包括:
S1.评估模型构建:基于车辆的粘着利用效率构建车辆的平稳舒适性评估模型;
S2.粘着利用效率测试:向待测车辆的DCU发送控制信号以模拟测试待测车辆在指定运行工况下的运行状态,根据测试过程中得到的测试数据计算待测车辆的粘着利用效率;
S3.平稳舒适性评估:使用测试得到的粘着利用效率按照平稳舒适性评估模型计算评估值,根据计算的评估值评估待测车辆的平稳舒适性。
轨道车辆的牵引力是由其车轮与铁轨的接触面和车轮相对车体的切向相对运动提供,相对运动速度的增加能使有效提供的牵引力亦增大,但相对运动速度超过某一阈值,能传递的牵引力不仅不会增加,反而迅速减少,粘着特性即是能传递的牵引力与车轮和车体的相对运动速度之间的关系。在轨道交通运输中,机车动轮和钢轨之间的粘着力是驱动机车运行的最终动力,轮轨之间所能提供的最大粘着力会受到雨、雪等自然条件的影响,粘着利用效率值越大,表示粘着利用效果越好,良好的粘着利用率对应车辆具有较好的平稳舒适性,即对应着良好的乘车舒适性。
本实施例利用粘着利用率与轨道交通车辆平稳舒适性之间的关系,基于粘着利用率来构建车辆的平稳舒适性评估模型,评估时对待测车辆牵引系统中核心组成部件DCU进行模拟测试,利用测试数据计算车辆的粘着利用效率,使用粘着利用效率来评估车辆的平稳舒适性,实现操作简单,无需如传统评估方式需要测量大量的振动数据,可以减少大量的测试成本,且基于粘着利用率可以准确、有效实现平稳舒适性评估,同时可以在软件装车前即完成评估,既能够进一步节省成本,也能使测试提早介入产品开发生命周期,在评估不符合要求时可以及时对车辆进行调整配置。
本实施例步骤S1中构建的平稳舒适性评估模型具体为:
平稳舒适性值=k×粘着利用效率(1)
其中,k为不同车型车辆对粘着影响的系数。其中粘着利用效率越大,对应的平稳舒适性值也越大,对应的车辆平稳舒适性越好。
上述粘着影响的系数k具体可根据试验数据或实际需求进行配置,配置时考量的影响因子包括但不仅限于:①机车、动车、城轨不同车型的影响;②不同轮径尺寸的影响,即依据不同车型、不同轮径尺寸配置系数k,以符合不同类型车辆的特性实现评估。
由于永磁同步电机力矩-转速特性较硬,本实施例针对永磁同步牵引系统的粘着控制具体采用基于相位法实现,如图2所示,通过检测实时轮轨间粘着系数变化,计算其变化率,实时辨识实时轮轨粘着特性,对电机力矩进行调节,控制实时轮轨粘着系数变化率符合预设粘着系数变化率,实现轮轨粘着控制之最优化。如图2所示,粘着控制系统采用闭环控制系统,包括粘着变化率给定器、粘着控制器、最小电机给定转矩选择、正弦信号产生器、带通滤波器和相位检测器等模块,将等价给定粘着变化率之给定相位ψ*与相位检测器输出等价实际粘着变化率之相位ψ之差输出至粘着控制器,粘着控制器根据此差值进行PI调节并输出电机转矩转矩与司机给定转矩T1 *取绝对值最小者为电机给定转矩T*,电机给定转矩T*再与正弦信号发生器产生的激励信号Asin(ωt)相加即为最终电机给定转矩。上述粘着控制方法的粘着控制性能好,能够充分利用粘着力,提高粘着利用率,结合上述粘着控制方法能够提高车辆的平稳舒适性。
为验证上述粘着控制方法的有效性,在具体应用实施例中,分别将上述粘着控制方法应用在干燥轨面和洒水轨面进行粘着试验,首先在干燥轨面上对粘着控制方案进行验证,分别以0至40km/h和0至60km/h正常牵引速度等级进行试验验证,试验结果如图3所示,其中图3(a)对应为干燥轨面正常牵引至40km/h粘着控制试验曲线,图3(b)对应为干燥轨面正常牵引至60km/h粘着控制试验曲线,由试验结果可得,上述粘着控制方法应用在干燥轨面条件下可以充分发挥粘着力,根据加速度及其包络线(上包络线)进行计算的粘着效率分别为95.5%和95.2%。
本实施例步骤S2中,具体通过获取测试过程中得到的车辆运行参数的测试波形,并取测试波形得到车辆运行参数的瞬时值,以及取测试波形的下包络线作为车辆运行参数的理想值,比较车辆运行参数的瞬时值、理想值计算得到粘着利用效率。
传统计算粘着利用效率时是利用加速度以及加速度的上方包络线来计算,如图4所示,而上方包络线会将本身不属于实际发出的速度也包含了进来,尤其是在值相对较小且波动较大的特殊情况下,会导致计算的粘着利用效率出现较大偏差,举例来说,在具体应用实施例中得到的车辆加速度波形如图5所示,将加速度的上方包络线作为理想加速度值,比较实际加速度值与理想加速度值(即比较加速度实际波形以及上方包络线计算得到粘着利用率),计算公式如:
其中,EndTime为结束取值时间点,BeginTime为起始取值时间点。
按照上式计算的粘着利用率约为50%,此时上方包络线将不属于发出力的加速度(即阴影填充部分)也参与计算,而实际上按该种发力方式车辆并不会前进,即效率实际只有0%左右,造成粘着利用效率计算偏差。采用下包络线作为理想值的方式如图6所示,由图6可知,按该方式可以轻易计算出粘着效率即为0%,与实际粘着利用率吻合。
本实施例通过采用测试波形的下方包络线作为理想值计算粘着利用效率,可以避免如上述将不属于实际出力的部分也参与计算,减少粘着利用效率的计算偏差,进一步提高平稳舒适性的评估精度。
本实施例中,运行参数具体为力矩,即获取测试过程中测试得到的力矩测试波形,并取力矩测试波形得到实际力矩瞬时值,以及取力矩测试波形的下包络线得到理想力矩瞬时值,按照下式计算得到粘着利用效率:
其中,EndTime为结束取值时间点,BeginTime为起始取值时间点。
测试过程中输出的实际力矩即为驱动机车运行的最终动力,而输出的加速度是轮对的加速度,与真实车体的加速度存在一定差异,采用力矩作为测试数据能够更为准确的反映真实场景,本实施例通过比较列车运行过程中实际力矩值和理想力矩值来计算粘着利用效率,同时因机车运行环境复杂,实际力矩波动很大,选取下包络线作为理想力矩值,可以有效剔除力矩在变化过程中调整部分的值,进一步提高粘着利用效率的测试精度。在具体应用实施例中测试得到的力矩波形以及提取力矩波形下包络线作为理想力矩值的结果如图7所示,可以精确计算得到的粘着利用效率。
可以理解的是,当然也可以根据实际需求直接采用加速度作为运行参数来计算粘着利用效率,即获取测试过程中车辆的加速度测试波形,并取加速度测试波形得到实际加速度瞬时值,以及取加速度测试波形的下包络线得到理想加速度瞬时值,按照式(2)计算得到粘着利用效率,通过取下包络线来计算粘着利用效率可以避免极端工况下将不属于实际发力的部分参与计算。
本实施例中,在测试开始前,先分析需求文档,查看需要记录的实际力矩范围(如10km至20km加速过程);理想值取值时具体去除测试波形中起始段以及结束段后取剩余段波形的值,其中起始段为测试波形中从0值升至第一个拐点所对应的线段,结束段为测试波形中从最后一个拐点降至0值所对应的线段,即理想力矩的提取范围不包含实际力矩波形起始段(从0升至第一个拐点)和结束段(从最后一个拐点降至0),该两段的包络线会有一端在0点处,误差偏大,提取时不包含该两段可以避免引入误差大的数据点,进一步确保计算精度。
本实施例步骤S2中,具体通过构建半实物仿真测试平台,由半实物仿真测试平台对DCU进行模拟测试,半实物仿真测试平台中布置有用于实时仿真机运行仿真模型,并与DCU进行实时数据交互的实时仿真机,以及用于模拟向DCU发出网络控制信号并接收DCU上传的数据信息的虚拟司控台,以及用于配置DCU中软件参数以及监控DCU中软件运行状态的DCU软件配置和监控模块。本实施例利用半实物仿真测试平台,根据上位机设置不同的DCU运行信息,记录测试过程中实际力矩值,根据计算后的力矩参数判断此时车辆的舒适性。
本实施例中,半实物仿真测试平台中还配置有干扰装置,用于产生干扰信号发送给DCU以模拟指定干扰工况。同时可以加入模拟现场干扰,既节省了人力成本,也能在更贴近现实工况的情境下进行测试。
上述虚拟司控台具体模拟传动控制单元的上层部件发出的网络控制信号,以对传动控制单元运行过程进行控制,并接收传动控制单元上传的数据信息进行显示,操作界面具体包含升功按钮、合/分主断、方向手柄、牵引按钮、牵引级位按钮、制动级位按钮、紧急牵引,司控台手柄级位指令,以及模拟列车显示屏中部分信号显示功能。半实物仿真测试平台还包括信号转换调理单元,用于将仿真系统的信号转换调理为适合传动控制单元的信号,测试过程中通过DCU软件配置和监控模块判断DCU中软件功能实现情况。
如图8所示,本实施例具体由半实物仿真测试平台和控制器构成对DCU的测试装置,传动控制单元DCU和半实物仿真测试平台之间采用高速I/O转换接口实现数据的实时交互,实时模拟牵引传动控制单元真实设备之间的信号交互,模拟牵引传动控制单元对列车的仿真控制,为牵引传动控制单元提供虚拟真实的运行环境,从而脱离高压大电流实验条件,完成牵引传动控制单元软件的测试,其中仿真模型具体可以基于Matlab/Simulink搭建,也可以使用其他建模工具搭建;传动控制单元通过网线连接至控制器,由控制器接收半实物仿真测试平台的测试数据完成评估。
本实施例中,半实物仿真测试平台还配置有干扰装置,用于测试来自外界的干扰或模拟产生干扰信号下发到DCU,使得测试结果能够更接近于真实工况。
如图9所示,本实施例利用上述测试系统实现车辆平稳舒适性测试的详细步骤包括:
步骤1:通过虚拟司控台:给机箱发送网络控制信号,使DCU按所需的状态运行(包括向前牵引、向后牵引、向前制动、向后制动等基本运行状态);
步骤2:通过DCU软件配置和监控模块监控并记录测试过程中力矩的实时波形;
步骤3:提取实时波形的数据以及实时波形的下包络线数据并按照式(3)计算粘着利用效率值;
步骤4:使用粘着利用效率值按照如式(1)所示的评估模型计算平稳舒适性值,由平稳舒适性值的大小评估此时工况下的车辆平稳舒适性。
上述步骤1中具体以现场实际情况为仿真对象,通过上位机虚拟司控台软件给DCU发送网络信号,在真实的负载情况下,进行软件的半实物仿真测试,可覆盖多种现场工况。匀速直线行驶过程中,列车振动较小,舒适性普遍较高,判断此时车辆平稳舒适性的意义不大。本实施例中具体在列车加速过程、列车减速过程以及列车拐弯过程等平稳性影响较大的工况进行测试,能够更为准确的反映车辆的平稳舒适性,更为贴近真实的现场,同时减少测试成本。
上述基于半实物仿真测试平台可以实现对DCU的半实物仿真测试,测试工况能够接近于真实工况,从而准确的测试出车辆的实际运行状态,使得可以在软件装车前即准确的测试评估出轨道交通车辆的平稳舒适性。
本实施例轨道交通车辆平稳舒适性测试评估装置具体包括:
评估模型构建模块,用于基于车辆的粘着利用效率构建车辆的平稳舒适性评估模型;
粘着利用效率测试模块,用于向待测车辆的DCU发送控制信号以模拟测试待测车辆在指定运行工况下的运行状态,根据获取得到的测试数据计算待测车辆的粘着利用效率;
平稳舒适性评估模块,用于使用测试得到的粘着利用效率按照平稳舒适性评估模型计算评估值,根据计算的评估值评估待测车辆的平稳舒适性。
本实施例中,粘着利用效率测试模块包括计算单元,用于通过获取测试过程中得到的车辆运行参数的测试波形,并取测试波形得到车辆运行参数的瞬时值,以及取测试波形的下包络线作为车辆运行参数的理想值,比较车辆运行参数的瞬时值、理想值计算得到粘着利用效率。通过上述半实物仿真测试平台实现DCU的仿真测试,即向待测车辆的DCU发送控制信号以模拟测试待测车辆在指定运行工况下的运行状态。
本实施例上述评估模型构建模块、平稳舒适性评估模块以及粘着利用效率测试模块中的计算单元具体为程序模块加载在控制器内,如图8所示,即在控制器中存储有构建的平稳舒适性评估模型,根据半实物仿真测试平台的测试数据计算待测车辆的粘着利用效率,以及使用测试得到的粘着利用效率按照平稳舒适性评估模型计算评估值,根据计算的评估值评估待测车辆的平稳舒适性。
本实施例轨道交通车辆平稳舒适性测试评估装置,还可以为:包括计算机设备,计算机设备被编程以执行上述轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法的步骤,或者该计算机设备的存储介质上存储有被编程以执行上述轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法的计算机程序。
上述只是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (14)
1.一种轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法,其特征在于,步骤包括:
S1.评估模型构建:基于车辆的粘着利用效率构建车辆的平稳舒适性评估模型;
S2.粘着利用效率测试:向待测车辆的DCU发送控制信号以模拟测试待测车辆在指定运行工况下的运行状态,根据测试过程中得到的测试数据计算待测车辆的粘着利用效率;
S3.平稳舒适性评估:使用测试得到的所述粘着利用效率按照所述平稳舒适性评估模型计算评估值,根据计算的所述评估值评估待测车辆的平稳舒适性。
2.根据权利要求1所述的轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法,其特征在于,所述步骤S1中构建的所述平稳舒适性评估模型为:
平稳舒适性值=k×粘着利用效率
其中,k为不同车型车辆对粘着影响的系数。
3.根据权利要求1所述的轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法,其特征在于,所述步骤S2中,具体通过获取测试过程中得到的车辆运行参数的测试波形,并取所述测试波形得到车辆运行参数的瞬时值,以及取所述测试波形的下包络线作为车辆运行参数的理想值,比较所述车辆运行参数的瞬时值、理想值计算得到所述粘着利用效率。
6.根据权利要求4或5所述的轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法,其特征在于,所述理想值取值时具体去除所述测试波形中起始段以及结束段后取剩余段波形的值,其中所述起始段为所述测试波形中从0值升至第一个拐点所对应的线段,所述结束段为所述测试波形中从最后一个拐点降至0值所对应的线段。
7.根据权利要求1~5中任意一项所述的轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法,其特征在于,所述步骤S2中,具体通过构建半实物仿真测试平台,由所述半实物仿真测试平台对DCU进行模拟测试,所述半实物仿真测试平台中布置有用于实时仿真机运行仿真模型,并与所述DCU进行实时数据交互的实时仿真机,以及用于模拟向DCU发出网络控制信号并接收所述DCU上传的数据信息的虚拟司控台,以及用于配置DCU中软件参数以及监控DCU中软件运行状态的DCU软件配置和监控模块。
8.根据权利要求7所述的轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法,其特征在于,所述半实物仿真测试平台中还配置有干扰装置,用于产生干扰信号发送给DCU以模拟指定干扰工况。
9.根据权利要求1~5中任意一项所述的轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法,其特征在于,所述步骤S2中运行工况包括车辆加速、减速以及拐弯工况中的一种或多种。
10.一种轨道交通车辆平稳舒适性测试评估装置,其特征在于,包括:
评估模型构建模块,用于基于车辆的粘着利用效率构建车辆的平稳舒适性评估模型;
粘着利用效率测试模块,用于向待测车辆的DCU发送控制信号以模拟测试待测车辆在指定运行工况下的运行状态,根据获取得到的测试数据计算待测车辆的粘着利用效率;
平稳舒适性评估模块,用于使用测试得到的所述粘着利用效率按照所述平稳舒适性评估模型计算评估值,根据计算的所述评估值评估待测车辆的平稳舒适性。
11.根据权利要求9所述的轨道交通车辆平稳舒适性测试评估装置,其特征在于,所述粘着利用效率测试模块包括计算单元,用于通过获取测试过程中得到的车辆运行参数的测试波形,并取所述测试波形得到车辆运行参数的瞬时值,以及取所述测试波形的下包络线作为车辆运行参数的理想值,比较所述车辆运行参数的瞬时值、理想值计算得到所述粘着利用效率。
12.根据权利要求10所述的轨道交通车辆平稳舒适性测试评估装置,其特征在于,所述粘着利用效率测试模块还包括半实物仿真测试平台,所述半实物仿真测试平台与所述DCU连接以对DCU进行模拟测试,所述半实物仿真测试平台包括:
实时仿真机,用于实时仿真机运行仿真模型,并与所述DCU进行实时数据交互;
虚拟司控台,用于模拟向DCU发出网络控制信号并接收所述DCU上传的数据信息;
以及DCU软件配置和监控模块,用于配置DCU中软件参数以及监控DCU中软件运行状态。
13.根据权利要求12所述的轨道交通车辆平稳舒适性测试评估装置,其特征在于,所述半实物仿真测试平台还包括干扰装置,用于产生干扰信号发送给DCU以模拟指定干扰工况。
14.一种轨道交通车辆平稳舒适性测试评估装置,其特征在于,包括计算机设备,其特征在于,所述计算机设备被编程以执行如权利要求1~8中任意一项所述方法的步骤,或者该计算机设备的存储介质上存储有被编程以执行权利要求1~8中任意一项所述方法的计算机程序。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910734593.7A CN112347603B (zh) | 2019-08-09 | 2019-08-09 | 一种轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910734593.7A CN112347603B (zh) | 2019-08-09 | 2019-08-09 | 一种轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法及装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112347603A true CN112347603A (zh) | 2021-02-09 |
CN112347603B CN112347603B (zh) | 2024-05-31 |
Family
ID=74366725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910734593.7A Active CN112347603B (zh) | 2019-08-09 | 2019-08-09 | 一种轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法及装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112347603B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117367788A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-01-09 | 江苏梦天机电科技有限公司 | 一种新能源变速箱功能测试系统 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6208097B1 (en) * | 1999-12-06 | 2001-03-27 | General Electric Company | Traction vehicle adhesion control system without ground speed measurement |
JP2012010505A (ja) * | 2010-06-25 | 2012-01-12 | Nagaoka Univ Of Technology | 列車モニタ・データ伝送システムを有する列車制御装置 |
JP2012010504A (ja) * | 2010-06-25 | 2012-01-12 | Nagaoka Univ Of Technology | 列車モニタ・データ伝送システムを有する列車制御装置 |
CN104442841A (zh) * | 2014-11-03 | 2015-03-25 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种车辆牵引力输出平稳的粘着控制方法及系统 |
CN105808432A (zh) * | 2015-03-04 | 2016-07-27 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 轨道交通牵引传动控制单元软件自动化测试系统及方法 |
CN106379333A (zh) * | 2016-09-09 | 2017-02-08 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 机车、粘着增稳控制系统与方法 |
CN108984970A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-11 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 一种轨道列车防空转防滑黏着优化控制方法 |
CN109229082A (zh) * | 2018-07-23 | 2019-01-18 | 同济大学 | 一种轨道车辆制动系统防滑控制方法 |
CN109470496A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-03-15 | 中南大学 | 列车车体瞬态剧烈振动致振动舒适性的评估方法及系统 |
CN109799702A (zh) * | 2017-11-17 | 2019-05-24 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种轨道交通车辆的粘着控制方法及系统 |
-
2019
- 2019-08-09 CN CN201910734593.7A patent/CN112347603B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6208097B1 (en) * | 1999-12-06 | 2001-03-27 | General Electric Company | Traction vehicle adhesion control system without ground speed measurement |
JP2012010505A (ja) * | 2010-06-25 | 2012-01-12 | Nagaoka Univ Of Technology | 列車モニタ・データ伝送システムを有する列車制御装置 |
JP2012010504A (ja) * | 2010-06-25 | 2012-01-12 | Nagaoka Univ Of Technology | 列車モニタ・データ伝送システムを有する列車制御装置 |
CN104442841A (zh) * | 2014-11-03 | 2015-03-25 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种车辆牵引力输出平稳的粘着控制方法及系统 |
CN105808432A (zh) * | 2015-03-04 | 2016-07-27 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 轨道交通牵引传动控制单元软件自动化测试系统及方法 |
CN106379333A (zh) * | 2016-09-09 | 2017-02-08 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 机车、粘着增稳控制系统与方法 |
CN109799702A (zh) * | 2017-11-17 | 2019-05-24 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种轨道交通车辆的粘着控制方法及系统 |
CN109229082A (zh) * | 2018-07-23 | 2019-01-18 | 同济大学 | 一种轨道车辆制动系统防滑控制方法 |
CN108984970A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-11 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 一种轨道列车防空转防滑黏着优化控制方法 |
CN109470496A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-03-15 | 中南大学 | 列车车体瞬态剧烈振动致振动舒适性的评估方法及系统 |
Non-Patent Citations (9)
Title |
---|
K. LU.ET AL: "Robust adaptive re-adhesion control for high speed trains", 《17TH INTERNATIONAL IEEE CONFERENCE ON INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS (ITSC)》 * |
XIAOCHUN FANG.ET AL: "Adhesion Control Strategy Based on the Wheel-Rail Adhesion State Observation for High-Speed Trains", 《ELECTRONICS 2018》 * |
张国顺等: "HXD1机车粘着利用控制软件优化改进", 《机车电传动》, no. 6 * |
徐诗孟: "动车组牵引电机黏着控制研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》, no. 4, 15 April 2019 (2019-04-15), pages 033 - 178 * |
李江红等: "HXD1C型大功率交流货运机车粘着利用控制的研究与应用", 《机车电传动》, no. 1 * |
梁波 等: "地铁车辆永磁同步牵引系统粘着控制研究", 《大功率变流技术》, no. 3, 30 June 2012 (2012-06-30), pages 17 - 19 * |
梁波等: "地铁车辆永磁同步牵引系统粘着控制研究", 《大功率变流技术》, no. 3 * |
樊嘉峰等: "广州地铁三北线国产牵引列车粘着控制逻辑分析", 《机车电传动》, no. 6 * |
王彬力等: "新型U型梁车桥耦合及舒适性评定", 《铁道科学与工程学报》, vol. 8, no. 6 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117367788A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-01-09 | 江苏梦天机电科技有限公司 | 一种新能源变速箱功能测试系统 |
CN117367788B (zh) * | 2023-12-08 | 2024-02-13 | 江苏梦天机电科技有限公司 | 一种新能源变速箱功能测试系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112347603B (zh) | 2024-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103308325B (zh) | 电动汽车驱动系统半实物仿真平台 | |
CN108414244B (zh) | 一种电动汽车动力总成实车模拟试验台架及其试验方法 | |
Oh | Evaluation of motor characteristics for hybrid electric vehicles using the hardware-in-the-loop concept | |
Fajri et al. | Emulating on-road operating conditions for electric-drive propulsion systems | |
Fajri et al. | Equivalent vehicle rotational inertia used for electric vehicle test bench dynamic studies | |
CN109002034B (zh) | 城轨车辆架控制动控制系统的试验系统及试验方法 | |
CN108871788B (zh) | 一种自动变速器换挡品质测试台架的校验方法 | |
CN105446316A (zh) | 一种纯电动汽车整车控制器模型在环测试装置及其测试方法 | |
CN107145082A (zh) | 一种插电式混合动力汽车整车控制器仿真平台 | |
CN108663223B (zh) | 牵引试验台 | |
KR20160148669A (ko) | 차량의 구동 거동을 판단 및/또는 최적화하기 위한 시스템 | |
CN102305715A (zh) | 一种用于汽车动力系统测试的动态负载模拟装置及方法 | |
CN109084995A (zh) | 一种电动汽车制动能量回收测试方法及系统 | |
CN104777825B (zh) | 轮毂电机系统转矩控制方法及转矩控制方法的检验台架 | |
CN107479402A (zh) | 电制动模拟系统、制动仿真平台及电制动模拟方法 | |
CN109765485A (zh) | 基于转矩控制模式下的电机制动测试系统及方法 | |
CN112347603B (zh) | 一种轨道交通车辆平稳舒适性测试评估方法及装置 | |
Malvezzi et al. | Feasibility of degraded adhesion tests in a locomotive roller rig | |
CN105224763A (zh) | 一种列车的隧道附加空气阻力迭代学习辨识方法 | |
CN112763909B (zh) | 一种车用驱动电机联合工况测试方法及系统 | |
CN104458093B (zh) | 电力机车运行阻力的测试方法及装置 | |
CN106777809B (zh) | 一种基于实际运行数据的机车牵引计算模型校准方法 | |
Fotouhi et al. | Simulation for prediction of vehicle efficiency, performance, range and lifetime: a review of current techniques and their applicability to current and future testing standards | |
CN115092216B (zh) | 一种货运列车自动驾驶分布式控制系统 | |
CN113312711B (zh) | 列车动力学下平稳驾驶分析方法、系统、终端及介质 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |