[发明专利]一种基于风压传感的受电弓作动电机扭矩补偿量计算方法

权利要求书

1.一种基于风压传感的受电弓作动电机扭矩补偿量计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：采用数值模拟的方法计算列车运行过程中受电弓结构表面的空气压力分布；

S2：根据所述受电弓结构的形状和尺寸以及所述数值模拟的结果，选择风压传感器的安装位置；

S3：记录列车运行过程中每个时刻所述风压传感器的数据及对应时刻受电弓作动装置的受力数据；

S4：运用APSO粒子群优化算法对每个时刻所述风压传感器的数据及对应时刻所述受电弓作动装置电机的受力数据进行拟合；

S5：根据拟合结果和当前时刻所述风压传感器的数据，计算当前时刻所述受电弓作动装置电机为抵消空气阻力变化对受流质量的影响而所需的扭矩补偿量；

在执行步骤S3，记录列车运行过程中每个时刻所述风压传感器的数据及对应时刻受电弓作动装置电机的受力数据之后，在执行步骤S4，运用APSO粒子群优化算法对每个时刻所述风压传感器的数据及对应时刻所述受电弓作动装置电机的受力数据进行拟合之前，还包括如下步骤：

SS1：将记录的各个时刻的所述风压传感器的数据进行对比，判断记录的各个时刻的所述风压传感器的数据是否存在超出第一阈值范围的数据；若是，则执行步骤SS2后执行步骤SS3；若否，则执行步骤SS3；

SS2：将超出所述第一阈值范围的所述风压传感器的数据及对应的所述受电弓作动装置电机的受力数据剔除；

SS3：将记录的各个时刻的所述受电弓作动装置电机的受力数据进行对比，判断记录的各个时刻的所述受电弓作动装置电机的受力数据是否存在超出第二阈值范围的数据；若是，则执行步骤SS4后执行步骤S4；若否，则执行步骤S4；

SS4：将超出所述第二阈值范围的所述受电弓作动装置电机的受力数据及对应的所述风压传感器的数据剔除；

步骤S4，运用APSO粒子群优化算法对每个时刻所述风压传感器的数据及对应时刻所述受电弓作动装置电机的受力数据进行拟合，具体包括如下步骤：

S41：采用APSO粒子群优化算法，基于MATLAB数学仿真软件，以每个时刻所述风压传感器的数据为自变量，对应时刻所述受电弓作动装置电机的受力数据为因变量，进行拟合，求解每个时刻所述风压传感器的数据与对应时刻所述受电弓作动装置电机的受力数据之间的数值关系；

步骤S5，根据拟合结果和当前时刻所述风压传感器的数据，计算当前时刻所述受电弓作动装置电机为抵消空气阻力变化对受流质量的影响而所需的扭矩补偿量，具体包括如下步骤：

S51：根据拟合得到的数值关系和当前时刻所述风压传感器的数据，计算当前时刻所述受电弓作动装置电机的受力数据；

S52：根据计算得到的当前时刻所述受电弓作动装置电机的受力数据，以及所述受电弓作动装置与电机之间的结构关系，计算当前时刻所述受电弓作动装置电机为抵消空气阻力变化对受流质量的影响而所需的扭矩补偿量。

2.如权利要求1所述的受电弓作动电机扭矩补偿量计算方法，其特征在于，步骤S1，采用数值模拟的方法计算列车运行过程中受电弓结构表面的空气压力分布，具体包括如下步骤：

S11：按照标准实物尺寸，对列车、受电弓结构、隧道和列车运行空间进行三维模型构建；

S12：将构建好的三维模型输入网格化软件，对所述三维模型进行网格化，并设置所述三维模型的边界条件；

S13：将网格化后的三维模型输入有限元求解器，选择模型计算所涉及的物理模型和数学模型，对列车和受电弓结构模型加载UDF文件或Profile文件，并对计算过程中使用的动网格进行加载和设置；

S14：选择模型计算的迭代步长、单次最高迭代数和迭代次数后，开始模型计算；

S15：在模型计算完成后，将计算结果文件输入结果后处理软件，得到列车运行过程中所述受电弓结构表面的空气压力分布数据和空气压力分布云图。

3.如权利要求1所述的受电弓作动电机扭矩补偿量计算方法，其特征在于，步骤S2，根据所述受电弓结构的形状和尺寸以及所述数值模拟的结果选择风压传感器的安装位置，具体包括如下步骤：

S21：根据所述受电弓结构的形状和尺寸以及所述数值模拟的结果，在所述受电弓结构的各部件上分别布设至少两个风压传感器；其中，每相邻的两个风压传感器之间不存在尺寸干扰和信号干涉。