[发明专利]一种基于敏感度分析的接触网和受电弓参数的优化方法

摘要

本发明公开了一种基于敏感度分析的接触网和受电弓参数的优化方法，根据高速列车运行时的弓网接触压力，分析现有问题，通过中心复合设计进行参数的水平值设计，并得出多因素五水平的参数；采用Spearman秩相关系数法计算接触网和受电弓参数与接触压力间的相关系数，判定其相关性；采用Sobol法，计算接触网和受电弓参数对接触压力的敏感度系数，判定该参数对接触压力的影响程度，确定进行弓网参数优化时的参数的优化顺序，各指标满足相关标准要求后，结束优化，并输出所有的弓网参数值。本发明方法优化合理，能快速合理的调整接触网及受电弓参数，从而合理控制接触网和受电弓参数的接触压力。

主权项

1.一种基于敏感度分析的接触网和受电弓参数的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：针对设计或初始的弓网模型，根据高速列车运行时的弓网接触压力，计算出接触压力平均值、标准偏差、最大值及最小值，分析出现的问题；接触压力平均值：接触压力标准偏差：接触压力最大值：F_max＝Max(F_i)     (3)接触压力最小值：F_min＝Min(F_i)     (4)在式(1)‑(4)中，F_i表示各采样点处的接触压力值(N)；n为采样点数；步骤2：以当前的接触网‑受电弓结构为初始模型，通过中心复合设计进行参数的水平值设计，得出多因素五水平的参数组合，以及各参数水平值集合；分别表示标准化后的接触网及受电弓设计参数Z_i，i＝1，2…n，n为弓网参数数量；步骤3：根据以上得出的参数水平组合，采用Spearman秩相关系数法计算接触网和受电弓参数与接触压力间的相关系数，并根据相关系数的符号判定参数与接触压力间的相关性，ρ表示秩相关系数，且‑1≤ρ≤1；n为仿真试验的次数；a_j、b_j分别表示弓网参数及接触压力指标的集合水平值的秩，1≤j≤n；步骤4：采用Sobol法，计算接触网和受电弓参数对接触压力的敏感度系数，判定该参数对接触压力的影响程度，从而确定进行弓网参数优化时的参数的优化顺序，各阶敏感度系数均满足的关系；其中，偏方差总方差Si是一阶敏感度系数，表示单一接触网和受电弓参数对接触压力的影响程度；S_ij为二阶敏感度系数，表示接触网及受电弓参数的两两交互作用对接触压力的影响程度；步骤5：针对步骤1中出现的问题，结合步骤3和4，改变弓网参数值；步骤6：根据步骤5中调整的接触网和受电弓参数，在仿真软件中，进行计算，并得出弓网接触压力；步骤7：根据接触压力值，统计接触压力标准偏差值、平均值、最大值、最小值及离线率，并与相应标准中的规定进行对比，当计算值在标准规定范围内时，则停止优化，并输出接触网和受电弓的参数值；否则进行步骤8；步骤8：继续改变接触网或者受电弓的参数值，如果此时仍在其最大拉断力的范围内，则重复步骤6和7；否则，则进行步骤9；步骤9：首先判断参数是否已经改变所有的参数值，如果没有，则继续调整下一个参数值，然后继续进行步骤8；否则进行步骤10；步骤10：在调整所有参数的条件下，如果各指标依然不满足标准的要求，则在最后参数值得基础上，重新添加其他的参数，重新进行试验设计，并重复步骤2‑9；步骤11：重复进行以上所有步骤，各指标满足相关标准要求后，结束优化，并输出所有的弓网参数值。