全自動駕駛系統的節(jié)能技術的研究

【摘要】：城市軌道交通的發(fā)展逐漸成為世界交通發(fā)展的必然趨勢,其中基于全自動無人駕駛系統的城市軌道交通更是代表著先進城市軌道交通的發(fā)展方向。低能耗是城市軌道交通的一個重要特點,因而低碳節(jié)能技術研究也是城市軌道交通的主要研究方向之一。 本文設計了基于全自動無人駕駛系統的“地鐵能效管理系統”。該系統從整個地鐵系統的能量出發(fā),管理能量的分布,并在此基礎上降低系統的整體能耗。一方面,該系統從實際數據出發(fā),監(jiān)督評估某一列列車的運行能耗。另一方面,它根據能耗、線路以及時刻表的數據,設計一套協同控制全線列車的節(jié)能優(yōu)化算法。本文對該系統做出了結構設計以及各部分子系統的功能定義,并且分析了其工作流程。 在設計“地鐵能效管理系統”的基礎上,本文在實驗室環(huán)境下實現了該系統的最基礎也是最重要的部分,即“列車電力牽引仿真系統”。在該系統中,作者利用Simulink中的交流異步電機模塊來模擬列車運行,該電機的數據均為真實線路數據。另外,為了準確模擬真實情況,作者搭建了列車供電網模塊給電機進行供電。該供電網模塊不僅為電機供電,并且還真實反映出列車運行對電網電壓的影響。 基于“列車電力牽引系統”,本文驗證了所構建系統在模擬列車運行和測量列車能耗方面的準確性和可應用性。結果表明,基于該系統的列車速度跟蹤效果以及能耗的測量的結果都與實際情況相符。所以,該系統的構建為進一步驗證節(jié)能技術有效性以及開發(fā)其他節(jié)能技術提供了驗證方法和工具。 【關鍵詞】：城市軌道交通 全自動無人駕駛系統 地鐵能效管理系統 列車運行模擬 交流異步電機
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：U283.2
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 目錄8-11
• 1 緒論11-22
• 1.1 選題背景11-12
• 1.2 研究現狀12-17
• 1.2.1 單車節(jié)能研究現狀12-15
• 1.2.2 多車節(jié)能研究現狀15-16
• 1.2.3 全自動駕駛系統概述16-17
• 1.2.4 能耗管理及評估研究17
• 1.3 論文主要工作及意義17-21
• 1.3.1 主要工作18
• 1.3.2 研究意義18-21
• 1.4 論文結構安排21-22
• 2 節(jié)能技術分析22-31
• 2.1 能量流動分析22-23
• 2.2 能耗分析23
• 2.3 節(jié)能技術23-25
• 2.4 再生制動25-29
• 2.4.1 再生制動概述25-27
• 2.4.2 再生制動存儲和利用裝置27-29
• 2.5 本章小結29-31
• 3 能效管理系統設計31-42
• 3.1 理論原型31-35
• 3.2 系統架構35-36
• 3.3 模塊分析36-38
• 3.3.1 車載模塊36-37
• 3.3.2 控制中心模塊37-38
• 3.4 系統功能38-40
• 3.4.1 數據收集38-39
• 3.4.2 實時監(jiān)控39
• 3.4.3 能耗評估39-40
• 3.4.4 列車控制40
• 3.5 本章小結40-42
• 4 列車電力牽引仿真42-56
• 4.1 仿真工具簡介42-43
• 4.2 電機43-44
• 4.2.1 電機原理43
• 4.2.2 電機控制43-44
• 4.3 仿真系統結構44-46
• 4.4 模塊分析46-55
• 4.4.1 驅動模塊46-47
• 4.4.2 逆變模塊47
• 4.4.3 電機模塊47-48
• 4.4.4 電壓發(fā)生模塊48-50
• 4.4.5 負載模塊50-55
• 4.5 本章小結55-56
• 5 仿真結果分析56-69
• 5.1 系統輸入56-58
• 5.1.1 參數載入56-57
• 5.1.2 電壓頻率比曲線57-58
• 5.1.3 列車運行曲線58
• 5.2 功能驗證58-67
• 5.2.1 驅動信號調制59
• 5.2.2 列車速度跟蹤59-60
• 5.2.3 母線電壓以及電流變化60-62
• 5.2.4 運行功率及能耗62-64
• 5.2.5 電機負載64-67
• 5.3 本章小結67-69
• 6 結論與展望69-71
• 參考文獻71-73
• 圖索引73-75
• 表索引75-76
• 作者簡歷76-78
• 學位論文數據集78

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