基于能耗的跨座式单轨车辆动力传动系统参数优化研究

• 作 者: 张冬雪
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 跨座式单轨车辆 能耗 动力传动系统 参数优化

降低城市轨道车辆能耗是当前国内外城市轨道车辆研究的重要内容和追求目标。跨座式单轨车辆动力传动系统参数主要指电机功率和传动系速比，其优化匹配与整车的性能有很大关系。在电机参数确定的情况下，合理选择传动系速比，是降低城市轨道车辆能耗的重要途径。本文旨在通过优化跨座式单轨车辆动力传动系统参数，减少单轨车辆的能耗，从而实现经济运营。本文主要工作如下：1）对单轨车辆的结构及其动力学特性进行分析，从整车动力性、能耗基本需求出发，对单轨车辆动力传动系统参数提出了设计要求，并确定了动力系统参数及传动系统参数的取值范围。2）单轨车辆的控制策略和普通汽车不同，基于列车自动运行控制系统（ATO），单轨车辆可分为三种控制策略：最快速控制策略、最经济控制策略和混合控制策略。本研究立足于混合控制策略，开展了动力传动系统参数优化研究。3）利用GT-DRIVE软件建立了整车模型，对车辆的各种动力性、能耗进行仿真。仿真结果与车辆实际性能相对比误差相差不大，证明了本模型的正确性。本研究针对重庆单轨线路特征自主设计了单轨车辆实际循环工况，使本文单轨车辆能耗研究更具有实际意义。4）本文针对车辆的动力性和能耗目标，提出了多目标优化问题及有效的解决方法。对遗传算法的特点及优化流程作了介绍。5）通过GT-DRIVE软件和modeFRONTIER软件的联合仿真，对动力传动系统参数进行了优化研究。在modeFRONTIER环境下建立了优化模型，并利用Pareto最优解集思想找出了使车辆能耗最优的主减速器速比。