传动系统非线性动态特性对高速列车动力学性能的影响及控制研究

项目名称： 传动系统非线性动态特性对高速列车动力学性能的影响及控制研究

项目编号： No.51205433

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 陈哲明

作者单位： 重庆理工大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 高速列车由于速度的提高，动态运行环境急剧恶化，运行稳定性和可靠性将面临很多新的问题。如牵引电机转子轴承的高频振动引起电机悬挂的疲劳破坏，齿轮之间的啮合冲击对车辆纵向动力学的影响等。为此，本课题将建立车辆电传系统的数学模型、转子轴承系统非线性力模型、齿轮系统的多自由度弯曲-扭转-轴向移动-扭摆等耦合振动三维空间动力学模型，通过机电耦合的方式，考虑列车在启动、加速、防空转和防滑工况下，分析齿轮间隙、转子偏心、谐波转矩等各个重要参数对车辆系统动力学的影响规律，并对系统进行优化与控制，以期能够在工程应用上为传动系统关键零部件的设计以及车辆动力学参数的选择提供有效的依据，在理论研究上使车辆系统动力学的研究扩展至电传系统、传动系统的可靠性研究扩展至轮轨系统。

中文关键词： 转子振动；谐波转矩；机电耦合；齿轮啮合；电机控制

英文摘要： With the speed increases, the dynamic characteristics of the train will change greatly in high-speed state compared to the low-speed, such as the wheel-rail interaction force, traction motor vibration, high-speed meshing vibration of gears and so on. These will bring more uncertainties for the high speed trains on the running behaviour, effectiveness and safety of traction and braking. Therefore,this project will establish mathematical models of the electricity transmission system,nonlinear rotor-bearing system and three-dimensional space gear system. analyze the vehicle dynamic behavior caused by gear clearance, rotor eccentricity, harmonic torque by electromechanical coupling method under the start, acceleration, anti-slip conditions. Optimize and control system characteristics to provide an effective basis for the transmission system key parts of the design and choice of vehicle dynamics parameters in engineering applications. The study will develop the vehicle system dynamics to electricity transmission system, and Transmission system reliability study will be extended to wheel-rail system.

英文关键词： rotor vibration；harmonic torque；electromechanical coupling；gear meshing；motor control