混合动力列车运行仿真平台的研究与开发.pdf

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1、第31卷第2期计算机仿真2014年2月文章编号：1006—9348(2014)02—0221—04混合动力列车运行仿真平台的研究与开发陈彦秋，宋鹏云，张继业(西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都610031)摘要：为研究一类基于“电网+蓄电池+超级电容”的新型混合动力列车，评估在一定混合电源配置下列车的动力性能，以及模拟列车在给定线路上的运行状态，开发混合动力列车仿真平台软件，以便为设计和优化提供支持。首先从总体设计出发，基于面向对象的思想完成需求分析、总体架构、模块分解，并用UML进行了明确的描述。

2、通过对混合动力列车各个子系统的数学模型的分析，确定了各子系统的具体实现方法。采用c鼻作为编程语言，基于VisualStudio2010开发了仿真平台软件，并通过仿真，验证了设计软件的有效性。关键词：混合动力；列车；仿真平台；蓄电池；超级电容中图分类号：TP391．9；U264．0文献标识码：BResearchandDevelopmentofSimulationPlatformforHybridElectricalTrainsCHENYan—qiu，SONGPeng—yun，ZHANGJi—ye(Tractio

3、nPowerStateKeyLaboratory，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)ABSTRACT：Inordertostudyanewtypeofhybridelectricaltrainsbasedon“net+battery+uhracapacitor”ande-valuatetheirdynamicperformanceundercertainhybridpowerconfigurationandgivenline，SOastosuppo

4、rttheirde—signandoptimization，asimulationplatformforhybridelectricaltrainswasstudiedanddeveloped．Departurefromtheoveralldesign，theneedsanalysis，overallarchitectureandmodulardecompositionwereimplementedbasedonobject—orientedanalysisandmodelingmethods，whichwe

5、redescribeddefinitelybyUML．Afteranalyzingthemath—ematicalmodelsofeachsubsystem，theimplementationmethodsofeachsubsystemwereobtained．ThesoftwarewasdevelopedinVisualStudio2010environmentbyusingC#asaprogramminglanguage．Asimulationwasconductedinthisplatformtover

6、ifytheefectivenessofthesoftware．KEYWoRDS：Hybridelectrical；Train；Simulationplatform；Battery；Ultracapaeitor用133。现有的列车仿真平台软件由于不含储能设备，无1引言法体现车载混合电源与列车之间的耦合关系，因此不适用于近年来，世界各国正在大力研究混合动力技术并应用于混合动力列车的仿真。而目前国内外尚无文献提出适用于列车。如美国BNSF[]、法国Alstom[、SNCF[、日本JR—混合动力列车的仿真软件。鉴于

7、此，本文针对一类新型混合EAST等公司都研究并开发了混合动力列车，中国学者也动力列车进行仿真平台设计。该类列车车载储能装置由蓄对此进行了研究’并开发样机。为评估在混合动力列车的电池和超级电容组成，通过站台电网补给电能。动力性能，以及模拟列车在给定线路上的运行状态，有必要本文首先阐述该类新型混合动力列车的系统结构，然后开发混合动力列车运行仿真平台软件，以便研究其动力电源按照软件工程的设计方法，进行需求分析并用UML建立用配置、性能参数的设计等，进而为混合动力列车的设计与优例图，给出总体设计，最后分别根据各子系统

8、的数学模型进化提供指导。行软件设计，基于面向对象思想，开发仿真平台软件。目前，计算机仿真软件已在轨道交通领域广泛地得以应2混合动力列车的基本结构及数学模型基金项目：国家自然科学基金(11172247，50823004)本平台的仿真对象是混合动力列车是由“电网+蓄电池收稿日期：2013—05—21+超级电容”组成的混合动力电源为列车提供电能，通过牵一22l一引电机驱动列车运行。其中蓄电池与超级电容为车