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为解决城市轨道交通运力瓶颈问题,我国已有多个城市正在建设最高运行时速120km的轨道交通线路。作为城市轨道交通车辆的主要受流方式之一,第三轨受流系统适用的最高运行速度多为80~90km/h。目前国内120km/h速度等级下的轨道交通线路尚无应用第三轨受流系统的先例。即将运营通车的广州十四号线最高运行时速为120km,受流方式将采用第三轨受流方式。拉簧式受流器是专门为此开发设计的新型受流器。随着速度的提高,受流系统可能会出现较为严重的拉弧和磨耗现象,而拉簧式受流器能否满足运行时速120km的使用要求取决于其动态特性,因此研究拉簧式受流器的动态特性显得尤为重要。 本文首先从拉簧式受流器的工作原理和运动状态出发,建立了考虑车辆转向架随机振动的拉簧式受流器刚柔耦合模型。基于MB分型接触理论的变刚度模型来描述受流器受流滑板与第三轨的接触关系,建立了基于MATLAB与ADAMS的描述直线运行状态下的受流滑板与第三轨的接触耦合模型。利用该模型仿真了直线运行状态中,受流滑板质量、受流摆杆刚度、车辆速度等因素对拉簧式受流器动态特性及受流系统受流质量的影响。基于连续接触力碰撞模型,建立了拉簧式受流器与第三轨端部弯头的碰撞仿真模型。通过在不同工况下仿真,分析了第三轨端部弯头坡度、车辆速度、受流滑板质量、受流摆杆刚度等因素对拉簧式受流器通过第三轨端部弯头时动态特性的影响。通过对两个模型的仿真结果分析,判断了拉簧式受流器能否满足最高运行时速为120km的使用要求。此外,对拉簧式受流器在车速达160km/h时的动态特性进行了仿真分析。 同时,为了降低靴轨间接触力的波动与受流滑板的磨耗问题,本文借鉴了大量弓网系统的主动控制方法,对拉簧式受流器进行了主动控制策略的研究。建立了基于MATLAB与ADAMS的拉簧式受流器与第三轨受流系统的主动控制模型,并基于拉簧式受流器动态特性的仿真结果设计了模糊控制器。通过对比加入模糊控制前后的接触力与受流滑板垂向位移等参数指标,达到了预期效果。