[发明专利]列车动力学实时仿真平台

权利要求书

1.一种列车动力学实时仿真平台，其特征在于，包括多种仿真模型，每仿真模型包括动力学计算单元和接口单元，所述接口单元用于与待测试列车控制系统通信，动力学计算单元用于计算每辆车承受的作用力和动力学性能指标；所述仿真模型包括：

一维纵向动力学模型：列车中每车辆具有一个自由度；

一维半实物纵向动力学模型：列车中每车辆具有一个自由度；

多列车纵向动力学模型：包括多个一维纵向动力学模型，每个一维纵向动力学模型用于一列车的仿真测试，列车中每车辆具有一个自由度；

基于粘着的纵向动力学模型：包括四条轮对仿真单元和构架车体仿真单元，每个轮对仿真单元均包括纵向平动自由度和转动自由度，构架车体仿真单元具有纵向平动自由度；

三维半实物动力学模型：包括轮对仿真单元、构架仿真单元、车体仿真单元，每个仿真单元均包括六个自由度。

2.如权利要求1所述的列车动力学实时仿真平台，其特征在于，所述一维纵向动力学模型、一维半实物纵向动力学模型、多列车纵向动力学模型、及基于粘着的纵向动力学模型均包括：

加减车计算单元：用于进行列车加减车状态计算，确认列车处于在线运行状态或停运状态；

输入接口单元：与列车控制系统进行数据通信，获取加减车计算单元、动力学计算单元仿真计算所需的数据，供动力学仿真平台仿真模拟使用；

输出接口单元：与列车控制系统、状态监测系统、屏显进行数据通信，将获得的加减车计算结果、动力学计算结果发送至相应的测试输出系统。

3.如权利要求2所述的列车动力学实时仿真平台，其特征在于，所述动力学计算单元包括以下子单元之一或组合：

线路计算子单元：获取列车运行里程、线路道岔状态、运行方向，并确定列车所在的线路、seg区间及seg区间偏移量，确定列车所在线路公里标位置，计算列车所在位置的线路附加阻力；

钩缓计算子单元：获取列车缓冲器磁滞特性曲线、线路上相邻车辆之间的相对速度、相对位移，计算列车车间钩缓作用力；

基本运行阻力计算子单元：基于车辆质量、实时速度，根据戴维斯公式，计算车辆的基本运行阻力；

起动基本阻力计算子单元：基于车辆质量，计算各车辆的起动阻力；

运行方向子单元：根据列车控制系统给出的列车激活端信号、激活端方向手柄信号及线路上下行方向信息确定列车运行方向；

复位计算子单元：根据列车加减车状态变化计算控制量，用以对程序内存留的列车前述仿真计算结果清零，或者，对程序仿真计算的积分模块重置初始值；

各子单元的计算数据供动力学实时仿真平台仿真使用；

所述模型还包括计算程序：根据运行方向信号、质量矩阵、初始状态及基于动力学计算单元计算获得的合力向量计算动力学指标信号。

4.如权利要求3所述的列车动力学实时仿真平台，其特征在于，针对一维纵向动力学模型和多列车纵向动力学模型，所述动力学计算单元包括以下子单元进一步包括：

牵引计算子单元：基于列车控制系统的牵引指令、牵引百分比，以及列车质量，计算列车中每动车的牵引力，或，基于制动指令信号、制动百分比信号、电制动请求信号，计算列车中每动车的电制动力；

制动计算子单元：根据列车控制系统给定的制动指令信号、制动百分比信号、列车质量，以及，牵引计算子单元计算获得的电制动力，计算空气制动力。

5.如权利要求3所述的列车动力学实时仿真平台，其特征在于，针对一维半实物纵向动力学模型和基于粘着的纵向动力学模型，所述输入接口单元和输出接口单元进一步包括：

与牵引系统半实物仿真模型的通讯模块：用于接收列车的牵引力矩或电制动力矩，发送列车的运行速度；

与制动系统半实物仿真模型的通信模块：用于接收列车的空气制动力矩，发送列车的运行速度；

所述牵引力矩和制动力矩来源列车牵引系统及制动系统的半实物仿真模型。

6.如权利要求3所述的列车动力学实时仿真平台，其特征在于，基于粘着的纵向动力学模型，所述动力学计算单元包括以下子单元进一步包括：

一系悬挂作用力计算子单元：基于转向架一系的纵向刚度和阻尼，以及轮对和构架车体间的相对速度和相对位移，计算输出一系悬挂作用力。