ПОДВИЖНОМ
СОСТАВ
Однако
не
каждый
уровень
сложности одинаково пригоден для
решения
любой
задачи.
Слишком
простая
модель при определенных
обстоятельствах
не учитывает важ-
ности
взаимодействия,
в то время
как слишком сложная модель наря-
ду с громоздкостью расчетов также
имеет много недостатков, скрываю-
щих важные взаимосвязи.
Благодаря
модульному
по-
строению
можно
решить
пробле-
му
путем
моделирования до
адек-
ватной
степени детализации.
При
этом
модуль
механической
части
включает тяговую передачу, тележ-
ку
и
кузов
вагона;
электрической
части —
систему тягового оборудо-
вания,
в
том
числе
схему
регули-
рования силы тяги
и зависимости,
отражающие динамику двигателя
и датчиков.
Указанные
подсистемы
обыч-
но
моделируют по трем
или
четы-
рем различным уровням сложности,
причем
первый
уровень
образует
только
самые
основные
характе-
ристики,
второй
создает стандарт-
ную модель, а более высокие уров-
ни
предназначены для решения уз-
ких специфических задач.
Например,
модель
для
много-
тельного моделирования двигателя
можно построить в варианте с жест-
кой или упругой опорой двигателя
и жестким или упругим на кручение
и изгиб валом.
*
5
о
г
а
Простую
конструкцию
(жест-
кие
опоры
и
вал
двигателя)
мож-
но использовать для исследования
устойчивости
движения
единицы
подвижного
состава
или
грубой
оценки
сил,
действующих
между
тяговым
приводом и тележкой. Са-
мое
сложное
моделирование
(уп-
ругие
опоры
двигателя
и
упругий
на
кручение
и
изгиб
вал)
исполь-
зуется для
расчета
прочности
ком-
понентов двигателя
и
выбора
кон-
струкции
подшипникового
узла
двигателя.
Компоненты ходовой части так-
же
можно
представить
с
разны-
ми степенями детализации (рис. 1).
Так,
управление
колесной
парой
можно
отобразить
на
самой
про-
стой модели с низкой степенью де-
тализации и линейной жесткостью
для
линейного
системного
анали-
за и на сложной модели с самой вы-
сокой степенью детализации,
в ко-
торой учитываются резиновые эле-
менты с жесткостью, зависящей от
частоты и амплитуды колебаний.
Мультифизическое
моделирование и интеграция
Для
каждого
физического
ком-
понента
единицы
подвижного
со-
става существует свой особый метод
моделирования. Так, механические
компоненты строятся
преимущест-
венно
с
помощью
многотельного
моделирования
(MKS)
или
мето-
да конечных элементов (FEM). Для
моделирования электрооборудова-
ния и аппаратного обеспечения ис-
пользуются
разнообразные
физи-
ко-технические программы САПР.
Если
требуется
создание
полной
модели,
то
можно
выполнить
со-
вместное
моделирование
на
базе
различных
инструментариев
рас-
чета
или
интеграции
всех
компо-
нентов
в
рамках
единой
платфор-
мы моделирования.
В связи с тем что совместное мо-
делирование оказалось сложным и
трудоемким, было решено исполь-
зовать
программу
Simpack
в
каче-
стве
стандартной
платформы
ин-
теграции
системы
MKS.
Все
под-
модели, составленные в программе
Matlab/Simulink для электрообору-
дования и аппаратного обеспечения,
вошли в программу MKS через экс-
порт из Simulink в качестве элемен-
та привода, или силового элемента.
Модуль тягового привода вклю-
чает модель всего тягового электро-
оборудования
и
соответствующих
систем управления и регулирования.
Пользователь в этом случае вы-
бирает только конфигурацию при-
вода
(индивидуальное регулирова-
ние осей или групповое различных
видов)
и задает желаемую силу тя-
ги как функцию времени.
Исходя из этого, модуль тягово-
го привода определяет величину мо-
мента, возникающего в магнитном
зазоре тягового двигателя. Через мо-
дель датчика измеренное значение
частоты вращения осей или тяговых
двигателей вновь подается в модуль
тягового
привода,
благодаря
чему
учитывается
динамическое
взаи-
модействие между электрической и
механической частью, а также систе-
мой управления в самой модели.
Аналогично
в
общую
модель
можно ввести упругие компоненты
из MKS- и FEM-моделей.
Таким
образом,
теперь
впер-
вые
стало
возможным
совмеще-
ние
комбинированного
моделиро-
вания
электрической
и
механиче-
Виртуальный экипаж
2
х
О
¥
2
5
Ф
Нагрузки
на тяговый привод
Колебания
групп компонентов
Высокодинамичные
колебания
тягового привода
и
2
§
I
*
О
5
£
Z
Ф
С
ф
н
Определение нагрузок
в местах стыкования
Оптимизация
плавности хода
Модель замещения
Динамика движения
(стандарт EN 14363)
Степень сложности подсистемы «Тележка»
Рис. 1. Требования к степени детализации элементов модели
44
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, № 3
предыдущая страница 45 Железные дороги мира 2011 03 читать онлайн следующая страница 47 Железные дороги мира 2011 03 читать онлайн Домой Выключить/включить текст