高速列車駕駛仿真器動(dòng)感模擬系統(tǒng)研究

【摘要】：列車運(yùn)行速度的提高對(duì)列車駕駛仿真器中的關(guān)鍵——?jiǎng)痈心M系統(tǒng)提出了新的更高要求,很有必要對(duì)其進(jìn)行深入研究,以改善系統(tǒng)性能,提高模擬逼真度。本博士學(xué)位論文深入系統(tǒng)地探索了高速列車駕駛仿真器動(dòng)感模擬系統(tǒng)中的體感模擬算法設(shè)計(jì)、系統(tǒng)參數(shù)匹配及運(yùn)動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)等重要問(wèn)題,主要研究工作和取得的研究成果如下。1.在分析三種常見(jiàn)體感模擬算法在高速列車駕駛仿真器應(yīng)用中的不足,和研究高速列車駕駛仿真器體感模擬算法設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題的基礎(chǔ)上,提出了設(shè)計(jì)高速列車駕駛仿真器體感模擬算法的實(shí)現(xiàn)方法。在該方法中,基于不同洗出位置對(duì)模擬逼真度的影響,找到最合適的洗出位置；基于遺傳算法,在滿足運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的快速回位和人體運(yùn)動(dòng)感覺(jué)閾值的要求下,優(yōu)化了高速列車駕駛仿真器體感模擬算法固定參數(shù)；基于模糊控制,提出了兩種高速列車駕駛仿真器的體感模擬算法——模糊經(jīng)典洗出算法和模糊自適應(yīng)洗出算法,新算法不僅能滿足高速列車駕駛仿真器實(shí)時(shí)計(jì)算要求,而且能獲得更高的模擬逼真度。2.提出了高速列車駕駛仿真器動(dòng)感模擬系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化匹配策略。通過(guò)給出運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在六個(gè)方向上最大線(角)位移的快速求解方法,建立了高速列車駕駛仿真器運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)與洗出算法參數(shù)之間的關(guān)系,并提出了根據(jù)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)確定洗出算法參數(shù)的新思路和面向模擬逼真度的仿真器運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化新方法,利用該方法同時(shí)獲得了最優(yōu)的高速列車駕駛仿真器運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)和與之匹配的洗出算法參數(shù)。3.研究了高速列車駕駛仿真器運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。提出了一種基于型數(shù)綜合的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)構(gòu)型新方法。運(yùn)用該法構(gòu)造出3PPRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為高速列車駕駛仿真器新型運(yùn)動(dòng)平臺(tái),并面向模擬逼真度優(yōu)化出其結(jié)構(gòu)參數(shù)。運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)仿真和與6SPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能比較結(jié)果表明：3PPRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)能模擬高速列車運(yùn)動(dòng),更有潛力作為高速列車駕駛仿真器運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。借助ADAMS、MATLAB軟件完成本論文的建模、分析、仿真和優(yōu)化工作。

【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009

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