«Моделирование систем»

Вид материала

Курсовая

Содержание V – скорость поезда, I А) Нормативно-справочная информация

Подобный материал:

• Программа спецкурса "Компьютерное моделирование нелинейных волновых процессов" Специальность, 27.11kb.
• Рабочая программа По дисциплине «Экономико-математическое моделирование производственных, 373.58kb.
• Календарный план учебных занятий по дисциплине Моделирование информационных процессов, 24.12kb.
• Темы курсовых работ по дисциплине «моделирование систем» Ваш № в списке группы, 19.48kb.
• Программа вступительных испытаний (собеседования) для поступающих в магистратуру, 31.28kb.
• Тематика курсовых работ по курсу «Моделирование систем», 12.64kb.
• Рабочая программа и задание на курсовой проект для студентов Vкурса специальности, 92.59kb.
• Имитационное моделирование инвестиционных рисков, 462kb.
• Моделирование экологических систем, 54.46kb.
• Программы магистерской подготовки 210400. 68. 04 Микроволновая техника и антенны Аннотация, 484.71kb.

3.1.4. Выбор показателей качества и эффективности моделирования системы


К показателям качества и эффективности моделирования системы относятся:

• точность выполнения заданного времени хода по перегону;
  
• время счета;
  
• объем программы.
  

2. Выбор концепции модели
   

3.2.1. Декомпозиция системы


Модель движения поезда разбивается на следующие подмодели:

• ввод исходных данных;
  
• моделирование случайных параметров поезда;
  
• определение режимов ведения поезда;
  
• модель движения поезда в режиме тяги;
  
• модель движения поезда в режиме выбега;
  
• модель движения поезда в режиме торможения;
  
• корректировка результатов моделирования;
  
• вывод результатов моделирования.
  

2. Выбор параметров и переменных
   

Выбранные параметры и переменные описаны в пункте 3.1.3.

2. Аппроксимация реальных процессов математическими выражениями
   

Адекватность модели систем управления зависит от точности аппроксимации характеристик подвижного состава.

В справочной литературе даются тяговые и электромеханические характеристики для номинальных значений напряжения на двигателе. Эти характеристики нельзя использовать в моделях движения поезда, в которых необходимо исследовать процесс для напряжения, отличного от номинального. В таких моделях используются характеристики магнитного потока двигателя от его тока СФ(I_д), которые рассчитываются по характеристикам V(I_д).

Магнитный поток двигателя определяется по формуле:

, (1)

где U_p – расчётное номинальное напряжение на двигателе,

R_д – сопротивление двигателя,

V – скорость поезда,

I – ток двигателя.

Характеристика СФ(I_д) практически не зависит от напряжения на двигателе.

Далее характеристика СФ(I_д) делится на z-отрезков и на каждом отрезке производится линейная аппроксимация:

, (2)

где a_0Z, a_1Z – коэффициенты аппроксимации z-го отрезка характеристики зависимости магнитного потока от тока.

Коэффициенты кусочно-линейной аппроксимации определяются по следующим формулам:

, (3)

(4)

где CФ_Z, CФ_Z+1 – величины магнитного потока двигателя, соответственно, в z-ой и (z+1)-ой точках характеристики; I_Z, I_Z+1 – величины тока двигателя, соответственно, в z-ой и (z+1)-ой точках характеристики.

Погрешность аппроксимации рассчитывается по формуле:

(5)

где - фактическое значение магнитного потока;

- аппроксимированное значение магнитного потока.

Зависимость силы тяги двигателя от тока кусочно-линейно аппроксимируется:

, (6)

где b_0Z, b_1Z – коэффициенты кусочно-линейной аппроксимации зависимости силы тяги от тока.

Коэффициенты кусочно-линейной аппроксимации определяются по формулам:

, (7)


, (8)


где F_Z, F_Z+1 – величины силы тяги двигателя, соответственно, в z-ой и (z+1)-ой точках характеристики.

Сила тяги двигателя определяется по кусочно-линейно аппроксимированным характеристикам двигателя (6). Перед этим вычисляется ток двигателя I_д путем решения системы уравнений (1) и (2):

(9)

где U – заданное (фактическое) напряжение на токоприемнике вагона.

2. Разработка структуры модели
   

Разрабатывается стохастическая модель. Задачей моделирования является расчет траектории движения поезда, основных параметров движения, заданного и фактического времени хода по перегону, расхода электроэнергии для заданных параметров перегона (профиля, кривых, допустимой скорости) и движения (координаты первого выключения тяговых двигателей, второго включения тяговых двигателей, шага интегрирования, количества включения тяговых двигателей, автоматического режима управления движением).

3. Структура модели
   

4. Документация на алгоритм модели
   

1. Назначение и характеристика
   

Данный алгоритм предназначен для освоения навыков моделирования движения поезда метрополитена (изучения объекта моделирования, изучения модели движения поезда, моделирования движения поезда на перегонах с одним и двумя включениями тяговых двигателей, выбор режимов ведения поезда, исследования влияния параметров на процесс ведения поезда).

2. Используемая информация
   

А) Нормативно-справочная информация


Для удобства нормативно-справочная информация сведена в табл. 4.

Таблица 4

Обозначение	Наименование	Примечание
РВ	Масса пустого вагона	т
Sm	Ускорение (по модулю) при подтормаживании	м/с2
Sam	Ускорение (по модулю) при прицельном торможении	м/с2
UH	Номинальное напряжение на контактном рельсе	В
RD	Активное сопротивление двигателя	Ом
СоlРoint	Количество точек аппроксимации
IaU	Массив значений тока в точках аппроксимации зависимости скорости от тока, при номинальном напряжении на контактном рельсе	А
Ud	Массив значений скорости в точках аппроксимации зависимости скорости от тока, при номинальном напряжении на контактном рельсе	м/с
Ft	Массив значений силы тяги в точках аппроксимации зависимости силы тяги от тока	Н
IaF	Массив значений тока в точках аппроксимации зависимости силы тяги от тока	А
VР1,VР2,VРЗ	Значения скоростей в точках кусочно-постоянной аппроксимации зависимости силы тяги от скорости	м/с
FD1, FD2, FD3	Значения силы тяги в точках кусочно-постоянной аппроксимации зависимости силы тяги от скорости	Н
ТоkDv	Ток в двигателе при кусочно-постоянной аппроксимации зависимости силы тяги от скорости	А
Omega T1, Omega T2	Коэффициенты для расчета основного сопротивления в режиме тяги
КV1,КV2,КVЗ	Коэффициенты для расчета основного сопротивления в режиме выбега
Sekvivalent	Площадь эквивалентной поверхности	м2
СооKT	Координата контрольной точки	м
StерТ	Шаг интегрирования по пути в режиме тяги	м
Маssa	Масса загрузки вагона пассажирами	т
StерV	Шаг интегрирования по пути в режиме выбега или торможения	м
F1аgНаnd	Признак «ручного» управления движением поезда
F1аgOnеOn	Признак перегона с одним включением тяговых двигателей
Colvagon	Количество вагонов в поезде