Содержание к диссертации
Введение
Анализ выполненных работ в области исследования 10
1.1 Анализ предпосылок для совершенствования рельсовой транспортной системы города Янгон 10
1.2 Анализ существующих систем автоматического управления движением скоростью поездов 14
1.3 Постановка задачи и цели исследования 33
Выводы по первой главе 34
2 У
Разработка математической модели системы автоматического управления скоростью движения электропоезда 36
2.1 Построение структурной схемы системы автоматического управления 36
2.2 Модели элементов САУ скоростью движения электропоезда метрополитена
2.2.1 Поезд как объект управления 44
2.2.2 Методика учёта сил основного и дополнительного сопротивлений движению поезда 53
2.2.3 Модель тягового электропривода 57
2.2.4 Модель измерительных трактов системы автоматического управления скоростью движения 61
2.3 Результаты исследования работы САУ 64
Выводы по второй главе 69
Параметрический синтез системы автоматического управления скоростью движения электропоездов городской транспортной системы 70
3.1 Выбор критериев качества управления 70
3.2 Параметрический синтез системы автоматического управления скоростью движения электропоезда 71
3.3 Выбор структуры блока адаптации 79
3.4 Исследование переходных процессов в САУ скоростью 82
Выводы по третьей главе 88
Исследование работы системы автоматического управления скоростью движения в различных условиях 89
4.1 Подготовка исходных данных для моделирования 89
4.2 Исследование движения поезда в условиях города Янгон 95
Выводы по четвёртой главе 109
Заключение 110
Список использованных источников 112
- Анализ существующих систем автоматического управления движением скоростью поездов
- Модели элементов САУ скоростью движения электропоезда метрополитена
- Параметрический синтез системы автоматического управления скоростью движения электропоезда
- Исследование движения поезда в условиях города Янгон
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Скоростная рельсовая система является эффективным средством для решения транспортных проблем, возникающих в крупных городах со значительным населением, к которым относится и Янгон - бывшая столица республики союза Мьянма.
На железнодорожном транспорте, особенно в условиях интенсивного движения поездов, крайне важной задачей является обеспечение безопасности движения поездов, в том числе от сближения поездов в попутном направлении, при условии одновременного обеспечения точного выполнения графика движения.
Решение этих задач успешно осуществляют системы автоведения поездов САВП, построенные по многоконтурному принципу, внешним контуром у которых является контур регулирования времени хода, а внутренним - система автоматического управления (САУ] скоростью движения, предназначенная для исполнения режимов движения, заданных системой верхнего уровня.
В процессе работы САУ скоростью должно быть обеспечено требуемое качество управления скоростью. Установленные критерии должны соблюдаться в разнообразных условиях эксплуатации, характеризующихся значительным диапазоном изменения загрузки электропоездов в связи с суточным изменением пассажиропотока.
Также САУ скоростью должна обеспечивать разгон (торможение] поезда с пониженным относительно номинального ускорением.
Степень разработанности темы. Значительный вклад в разработку систем автоматического управления скоростью движения внесли такие учёные, как В.М. Бабич, Л.А. Баранов, Ю.В. Бушненко, А.Г. Вольвич, Я.М. Головичер, Е.В. Ерофеев, Д.Д. Захарченко, И.П. Исаев, В.А. Кучумов, В.Н. Лисунов, А.Л. Лисицын, А.Л. Лозановский, В.М. Максимов, В.А. Малютин, Я.Е. Марченко, Л.А. Мугинштейн, Н.С. Назаров, Б.М. Наумов, Б.Д. Никифоров, Н.Б. Никифорова, А.В. Плакс, СВ. Покровский, Б.Н. Тих-менев, Л.М. Трахтман, В.Д. Тулупов, А.Н. Савоськин, Г.В. Фаминский, В.П. Феоктистов и др. В их работах рассмотрены вопросы автоматизации управления скоростью электровозов и электропоездов со ступенчатым и непрерывным управлением силами тяги, пневматическим торможением грузовых, а также электропневматическим торможением пригородных и пассажирских поездов.
Тем не менее, в данных работах не в полной мере проработаны вопросы специфики эксплуатации электропоездов городской транспортной системы, заключающиеся в значительном диапазоне изменения параметров объекта управления в эксплуатации, а также не учтены специфические особенности электропоезда городской транспортной системы как объекта управления.
Цели и задачи исследования. Целью данной диссертационной работы является разработка системы автоматического управления скоростью движения электропоезда рельсовой транспортной системы города Янгон.
Научная новизна.
Предложена адаптивная система автоматического управления скоростью электропоезда, учитывающая особенности объекта управления и условия его движения. Выбор параметров САУ, изменяющихся в зависимости от характеристик поезда, позволяет удовлетворить требованиям, предъявляемым к САУ.
Для преобразования заданной верхним уровнем системы автоведения величины заданной скорости во входной сигнал САУ скоростью электропоезда городской транспортной системы предложено использовать оператор, представляющий собой интегрирующее звено с насыщением.
Практическая значимость.
Предложен алгоритм работы САУ скоростью электропоезда, применение которого обеспечивает соблюдение ограничений на величину показателя плавности хода в переходных режимах движения.
Решена задача параметрического синтеза САУ скоростью применительно к электропоезду с плавным управлением силами тяги и торможения. В результате решения задачи синтеза получены аналитические зависимости, связывающие параметры закона управления САУ скоростью с массой поезда, использование которых обеспечивает независимость качества управления от массы поезда.
Разработано программное обеспечение, позволяющее исследовать переходные процессы в контуре скорости электропоезда и определять величины показателей качества при автоматическом управлении.
Методы исследования. В работе использовались методы теории автоматического управления, теории электрической тяги, методы имитационного моделирования.
Положения, выносимые на защиту.
Адаптивная САУ скоростью движения электропоезда;
Результаты решения задачи параметрического синтеза САУ скоростью в виде зависимостей, связывающих параметры закона управления с массой поезда;
Результаты исследования работы САУ скоростью электропоезда в различных условиях эксплуатации.
Достоверность результатов научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена корректностью используемых автором математических методов и адекватностью использованных автором математических моделей.
Апробация работы.
Основные положения работы были доложены на: международной конференции «Trans-Mech-Art-Chem» (2014 г., Москва]; «Безопасность движения поездов» (2012, 2013, 2014 и 2015 г., Москва]; заседаниях семинара кафедры «Электропоезда и локомотивы» в 2014 и 2015 годах, заседании кафедры «Электропоезда и локомотивы» в 2015 году.
Публикации. Результаты опубликованы в 5 печатных работах, включая 2 статьи в научных журналах, входящих в перечень ВАК России, 3 работы в трудах научно-практических конференций.
Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения по работе, списка использованных источников, содержащего 50 наименований, 4 приложений. Работа содержит 139 страниц основного текста, 51 рисунок и 16 таблиц.
Анализ существующих систем автоматического управления движением скоростью поездов
В 2010-ом году в нашем государстве были сделаны существенные политические преобразования. Правительство перешло на демократическую политику, и страна была освобождена от многих санкций, обозначенных западноевропейскими странами. Были уменьшены многие государственные налоги на импортные товары, которые раньше были настолько велики, что в десятки раз превышали стоимость облагаемого этим налогом товара, установлены новые законы об иностранных инвестициях в стране, которые в большей мере гарантируют права и прибыль иностранных инвестеров.
Всё это тем или иным образом увеличило интенсивность развития всего народного хозяйства, промышленности, поспособствовало появлению новых частных и государственных предприятий, увеличению количество рабочих мест и занятости населения, вследствие чего улучшилось социально-экономическое положение жителей, повысился жизненный уровень в стране. В результате возникла необходимость использования эффективной общественной транспортной системы, так как автомобильный транспорт, имеющий наибольшее распространение в Янгоне, не справляется с растущим пассажиропотоком,
Жители города Янгон ежедневно сталкиваются с проблемами из-за неразвитой транспортной системы: небесопасность перегруженых автобусов, огромные пробки на автодорогах, необходимость длительного ожидания на остановках или станциях определенного транспортного средства означают невозможность своевременного прибытия в пункт назначения и т. п.
Один из способов решения возникающих в Янгоне транспортных проблем – создание эффективной транспортной системы, которая позволит реализовать высокую скорость движения, интенсивный график, обеспечить высокие уровни безопасности и комфорта. Только в этом случае на дорогах мегаполиса уменьшится количество частных машин и автобусов, которое последнее время интенсивно увеличивается, что приводит к огромным пробкам, и несчастным случаям на автодорогах.
Эффективной системой городского пассажирского транспорта является рельсовый транспорт, в том числе метрополитен, однако, в существующих экономических условиях создание целиком подземной сети, из-за весьма значительных затрат на строительство, не представляется возможным. Более предпочтительным является комбинированный вариант, с сочетанием подземных и наземных линий. Подземный способ прокладки линий является целесообразным, в том числе, в историческом центре города для сохранения его архитектурного облика. Подобный подход находит широкое применение при строительстве городской транспортной сети во многих городах мира.
Кроме этого, целесообразной является интеграция существующих внутригородских и вылетных железнодорожных коммуникаций с системой городского рельсового транспорта, что возможно реализовать в условиях Янгона.
В Янгоне в данный момент существует единственная рельсовая общественная транспортная система – городская кольцевая железнодорожная линия, схема которой приведена на Рисунке 1.1. Эта линия сохранилась ещё со времени британской колонизации (Рисунок 1.2, 1.3). Она мало используется из-за неквалифицированного обслуживания, низкой скорости движения поездов, большого интервала между поездами и плохого их состояния, выполнения поездок не по установленному графику движения, и большой населённости поездов. Длина кольцевой железнодорожной линии составляет 45,9 км, она имеет 39 станций. На ней эксплуатируется 21 дизельпоезд, содержащий в общем 200 вагонов. Максимальная скорость движения поездов на линии не превышает 35 км/ч. Ежедневный объём перевозок составляет примерно 130 000 пассажиров, что является слишком малой величиной по сравнению с другими видами транспорта: 1,185 млн. чел. – внутригородским водным, 18 тыс. чел. – такси, 3,14 млн. чел. –автобусы.
Таким образом, существуют объективные предпосылки для модернизации этой линии и интеграции её в общегородскую транспортую систему, что выполняется в настоящее время по проектам Министерства железнодорожного транспорта.
Использование САВП позволяет получить экономический эффект, достижение которого затруднительно при ручном управлении, в частности, за счёт снижения расхода энергии, затрачиваемой на тягу поездов. Данный эффект достигается вследствие применения оптимальных по этому показателю программ движения поездов; сокращения отклонений от оптимальных времен хода по перегонам; уменьшения числа торможений по сигналам светофоров, требующих снижения скорости, а также времени на прицельное торможение у платформ.
Системы автоведения поездов по уровню централизации делятся на централизованные или автономные [36].
Централизованные САВП получают информацию о параметрах движения всех поездов на линии и вырабатывают команды управления каждому поезду в соответствии с полученной информацией и требуемой программой движения. Автономные САВП в соответствии с заданной программой движения осуществляют управление только одним поездом. При этом взаимодействие поездов определяется системой интервального регулирования; компенсация возмущений реализуется системой автоматического управления каждого поезда вне зависимости от расположения остальных поездов на линии и определяется законами управления, наличием ресурса регулирования и ограничениями, накладываемыми системами безопасности движения.
Также системы автоведения можно классифицировать по числу контуров управления на одноконтурные и двухконтурные. В одноконтурных САВП имеется только регулятор времени хода, который в зависимости от рассогласования между программным и фактическим временем хода выбирает ходовую позицию контроллера машиниста.
В двухконтурных системах (Рисунок 1.4) внешним контуром является контур регулирования времени хода, задачей которого является обеспечение выполнения графика движения поезда при условии минимизации расхода энергии, затрачиваемой на тягу поезда. Входной информацией для него является график движения поездов, измеряемыми величинами - времена прибытия и отправления поездов со станции и времена прохождения контрольных точек, выходными - вычисленные длительности стоянок и времена хода [24].
Внутренним контуром САВП является система автоматического управления (САУ) скоростью движения, предназначенная для исполнения режимов движения, заданных системой внешнего уровня. На современном тяговом подвижном составе САУ скоростью движения включает в себя контур управления тяговым электроприводом, по отношению к которым она, в свою очередь, является внешним контуром.
Модели элементов САУ скоростью движения электропоезда метрополитена
При моделировании движения поезда, необходимо учитывать силы сопротивления движению поезда, которые оказывают существенное влияние на его траекторию. Сопротивление движению поезда условно делят на две составляющие: одну, зависящую от типа подвижного состава и скорости его движения, и другую, зависящую от плана и профиля пути, а также от особых условий движения. Первую составляющую называют основным сопротивлением движению Wo, а вторую – дополнительным сопротивлением движению Wд, оно представляет собой сопротивление от уклонов и кривых [25, 35].
Удельное основное сопротивление движению электропоезда метрополитена является функцией скорости и определяется следующим образом [40]: где /сТ1, /сТ2 - постоянные коэффициенты для режима тяги; кв1, кв2, кв3 - постоянные коэффициенты для режима выбега; Пв - число вагонов в электропоезде; Sэп - площадь эквивалентной поверхности состава, м2; P+Q - масса тары вагона (Р) с учётом загрузки пассажирами (Q], т. В настоящей работе использованы значения указанных коэффициентов кТ1, кТ2, кв1, кв2, кв3, определённые экспериментально в я различных условий а, и работе [24] для различных условий движения на линиях Московского метрополитена, и равные:
Расчёт основного сопротивления был выполнен в программной среде МatLab Simulink в соответствии с выражениями 2.8 и 2.9, схема модели приведена на Рисунке 2.7. В качестве входных сигналов в схему поступают информация о режиме движения поезда (тяга/торможение или выбег) Power_off и скорость его движения от измерителя скорости vф , так как в процессе выполнения моделирования будут меняться только их значения. Например, если поезд находится в режиме тяги, то сигнал Power_off принимает значение 0, а если переходит в режим выбега, то Power_off = 1. Как видно на схеме (Рисунок 2.7), выходной сигнал Wo вычисляется в результате сложения двух значения wx и wo . Значения величин wx и wo вычисляются в блоках f1(u) и f2(u) по уравнениям (2.8) и (2.9) соответственно. Остальные блоки, приведённые на блок-схеме, предназначены для выбора сигнала wx или wo в качестве выходного в зависимости от значения, принимаемого величиной Power_off. Для решения уравнений (2.8) и (2.9) в схеме использован так называемый блок Function, который позволяет реализовать любые математические функции. Полученный сигнал удельного основного сопротивления дальнейшем используется в подсистемах, где выполняется моделирова ние движение поезда.
Кроме силы основного сопротивления движению, необходимо учитывать силы дополнительного сопротивления движению. К ним относятся силы сопротивления, возникающие от уклонов, при движении в кривых участках пути, трогании с места [25]. і
Вагоны поезда, движущегося по железнодорожному пути, могут располагаться на элементах продольного профиля различной крутизны и в кривых разного радиуса. По этой причине силы дополнительного сопротивления движению вагонов и поезда в целом постоянно меняются. Это, в свою очередь, влияет на траекторию движения и силы, действующие в нём.
Алгоритм расчёта величины сопротивления движению от уклона, действующего на i – й экипаж, построен в предположении, что продольный профиль участка пути состоит из (m + 1) прямолинейных участков с уклонами ik и длиной Lk(k = 0,m) и m криволинейных, каждый из кото рых представляет собой дугу радиуса Rk (k = 1,m) (Рисунок 2.8). Эти дуги спрягают собой отрезки пути постоянного уклона.
Значение удельных сил дополнительного сопротивления движению от уклона wдi зависит от положения экипажа на профиле пути, которое вычисляется на каждом шаге интегрирования уравнения движения поезда. от ми Величина силы дополнительного сопротивления движению уклона, действующая на i – й, экипаж определяются следующими соотношениями:
На подвижном составе нового поколения, к которому относятся поезда типа «Русич», применён тяговый электропривод с трёхфазными асинхронными тяговыми двигателями, которые имеют ряд технических преимуществ по сравнению с традиционными коллекторными двигателями постоянного тока [24]. При применении такого рода привода имеется возможность плавно регулировать скорость движения и силу тяги, а также использовать электрическое, в том числе, рекуперативное торможение.
Созданный на валах тяговых электродвигателей вращающий момент (или тормозной в случае электрического торможения), посредством тяговой передачи преобразуется в силу тяги Fк или торможения Bк , воздействующую на поезд [31].
Работа электропривода осуществляется на любой из характеристик, лежащих внутри области, определяемой ограничениями на тяговые характеристики электропоезда. Количество этих характеристик весьма велико и определяется разрядностью микропроцессорной системы управления N. При N=16 количество возможных ступеней управления составляет 2N=65536. Таким образом, говорят о квазинепрерывном способе управления скоростью движения, при этом возможно реализовать любое значение силы тяги (или торможения) из зоны, определяемой ограничениями, накладываемыми на характеристики электропривода.
При выполнении расчётов использованы ограничения тяговых характеристик вагона, экспериментально полученные при выполнении диссертационного исследования И.С. Мелёшиным [24].
Тяговые и тормозные характеристики вагона, отнесённые к одному тяговому электродвигателю, для трёх вариантов загрузки, представлены на Рисунке 2.9, а и б [24].
При моделировании тяговых и тормозных характеристик в модели САУ в программной среде МatLab Simulink был использован блок Lookup Table, который позволяет аппроксимировать таблично заданную функцию. В нашем случае вычислялись величины ограничений на тяговые (Fк) (или тормозные (B к)) характеристики в зависимости от скорости движения v и массы вагона m. Диаграмма фрагмента программы, реализующая данную функцию, приведена на Рисунке 2.10. а)
Параметрический синтез системы автоматического управления скоростью движения электропоезда
В микропроцессорной системе управления, для вычисления параметров закона управления САУ, позволяющих реализовать допустимые а)
Переходные процессы в САУ скоростью движения при различных параметрах закона управления значения показателей качества управления, на основании информации о массе поезда, удобно использовать аналитические зависимости. Для их вычисления в структуру САУ дополнительно введён блок адаптации ПУ4. Проведённый анализ показал, что для имеющихся данных (Таблица 3.3] в качестве таких выражений удобно использовать экспоненциальные функции 2-ого порядка вида у(гп) = а-е ь т + с-е фт, где т - масса поезда и а ,Ь, с, d -коэффициенты, значения которых зависят от аппроксимируемой величины. Для отыскания коэффициентов аналитических выражений использованы результаты, полученные ранее. Ниже в Таблице 3.4 представлены результаты определения аппроксимирующих выражений.
На Рисунке 3.5 а, б приведены графики аппроксимирующих функций, построенные по данным Таблицы 3.4 для масс поезда в диапазоне от 276 т до 420 т (сплошные линии], а также параметры закона управления, найденные в результате решения задачи параметрического синтеза, приведённые в Таблице 3.3 (точки].
Отклонение значений параметров закона управления, найденных с использованием аналитических выражений от параметров, найденных в результате решения задачи параметрического синтеза, не превышает 7,2 %, что допустимо.
Для оценки работы САУ после решения задачи параметрического синтеза, было проведено исследование её работы с поездами массами 276, 360 и 420 тонн при движении поезда в режимах: трогания с места с последующим разгоном до скорости 30 км/ч, движения на выбеге, последующего включения тяги для разгона и стабилизации скорости при движении по участку пути. Результаты расчётов переходных процессов в контуре скорости САУ при движении по участку, параметры которого представлены ранее, для поездов массами 276, 360 и 420 тонн приведены на Рисунках 3.6, 3.7 и 3.8 соответственно. Для всех рассмотренных варинантов параметры закона управления определены с использованием полученных настроечных кривых. Рассмотрим более подробно результаты моделирования для поезда массой 276 тонн (Рисунок 3.6). Величина пускового ускорения, определённого в соответствии с формулой (2.13), составляет 0,7 м/с2. В начальный момент времени, при t=0, скорость движения v (Рисунок 3.6, а), сила тяги вагона Fк (Рисунок 3.6, б), величина ускорения (Рисунок 3.6, в) и плавности хода (Рисунок 3.6, г) равны нулю. Для обеспечения разгона сила тяги плавно увеличивается до 32,5 кН, вызывая увеличение скорости поезда с ускорением, равным 0,7 м/с2, величина плавности хода не превышает 0,17 м/с3, что значильно меньше максимально допустимого значения. После того, как в момент времени t = 17 c величичина скорости достигает 30 км/ч, система переводится в режим выбега, для чего сила тяги плавно уменьшается до 0, при этом ускорение становится равным -0,008 м/с2, а величина коэффициента плавности хода в переходном режиме по модулю не превышает 0,22 м/с3. Далее, в момент времени 140 с, система реализует разгон до 50 км/ч с последующей стабилизацией скорости. Для этого сила тяги увеличивается от 0 до 32,5 кН (разгон), затем, после достижения величиной фактической скорости заданного значения, уменьшается до уровня, необходимого для компенсации сопротивления движению поезда при стабилизации скорости. Величина ускорения при разгоне достигает 0,7 м/с2, а коэффициента плавности хода – 0,2 м/с3, что значительно меньше максимально допустимого уровня. Отметим, что присутствующие на графике колебания величины силы тяги обусловлены особенностями реализации тракта измерения скорости частотно-импульсной модуляцией [10].
В остальных рассмотренных вариантах загрузки поезда результаты аналогичны (Рисунки 3.7, 3.8). Имеющееся увеличение наибольшего достигаемого значения силы тяги обусловлено увеличившейся массой поезда. В приложении Г приведены результаты моделирования движения поезда для масс 315 и 378 т.
Как видно из результатов выполненных расчётов, САУ скоростью предложенной структурой и параметрами, выбранными в результате решения задачи параметрического синтеза, САУ реализует задаваемые режимы движения и их сочетания. Во всех рассмотренных случаях величина коэффициента плавности хода значительно меньше максимально допустимого уровня, а величина ускорения (замедления) поезда (в рассматриваемом диапазоне скоростей) соответствует заданному значению.
Таким образом, САУ скоростью с предложенной структурой и параметрами, выбранными в результате решения задачи параметрического синтеза, удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям по функциональности и качеству управления вне зависимости от массы поезда.
Исследование движения поезда в условиях города Янгон
Также выполним проверку работы САУ с поездом массой 420 на участке Хле-дан Кама-Ют для варианта с более высокой технической скоростью, соответствующей этой величине для линий Московского метрополитена, характеризуемого одним из наиболее интенсивных графиков движения, и равной для различных линий, 45-50 км/ч. По использованной ранее методике определим график движения и выполним расчёты, результаты которых приведены на Рисунке 4.6.
Как видно, в начале движения поезд разогнался до скорости 70 км/ч достигая максимальной силы тяги до значения 46 кН, и в интервале времени от момента t = 39 до момента t = 50 c находился в режиме стабилизации скорости и вследствии чего сила тяги уменьшилась до 1,4 кН. Затем САУ перешла на режим выбега до момента t = 90 c , после чего произошло переключение на режим торможения и полностью остановился в момент времени t = 122 c. При этом величина ускорения не превысила 0,7 м/с2, величина показателя плавности хода в переходных процессах не превысила ±0.3 м/с3 , что меньше максимально допустимого значения (Рисунок 4.6 б, в) и обеспечивалось соблюдение заданного времени хода 122 с по перегону.
Также в работе выполнено исследование работы САУ при неравномерной населённости вагонов поезда, что возможно в определённых условиях эксплуатации. Следствием неравномерности может быть снижение комфорта для пассажиров при работе САУ из-за возникающих в этом случае продольных сил. Рассмотренные варианты населённости вагонов поезда приведены в Таблице 4.4.
Как видно из Таблицы 4.4, первому варианту соответствует минимальная населённость первого и последнего вагонов, при максимальной промежуточных; второму варианту – максимальная населённость первого и последего вагонов, и третий вариант – с максимальной равномерной населённостью всех вагонов поезда.
На Рисунках 4.7 а, б, в, 4.8 а, б, в, 4.9 а, б, в показаны результаты исследования движения поезда, соотвествующего 1, 2 и 3-му перечисленным вариантам соответственно. На рисунках, обозначенных литерой а) представлены графики зависимости скорости движения поезда от времени; б) – зависимость ускорения от времени; в) –зависимость величины силы, возникающей в межвагонном соединении между первым и вторым вагонами от времени. Переходные процессы в САУ скоростью движения поезда, соответствующие 1-му варианту, приведены на Рисунке 4.7. В начале движения поезд разгонялся до заданной скорости 50 км/ч с ускорением 0,7 м/с2. После завершения разгона система перешла к режиму стабилизации скорости, а в момент времени t = 93 с переключилась на режим выбег. Затем в момент 130 с произошло переключение на режим торможения и поезд совершил польную остановку.
При этом необходимо заметить, что в процессе трогания и торможения возникала сила растяжения и сжатия в межвагонном соединении (Рисунок 4.7, в) из-за неравномерности нагрузки вагонов, которая достигала ± 12 кН. Это объясняется тем, что головной вагон имеет меньшую массу, последующий - большую, в результате этого при действии одинаковой по величине силы тяги, возникает растягивающая сила, действие которой однако, не приводит к ухудшению величин показателей качества управления.
Во втором варианте исследовано движение поезда, с максимальной загрузкой головного и хвостового вагонов (т. е. максимальной массой вагона 70 т], и четырёх промежуточных с минимальной загрузкой и массой 46 т. Из Рисунка 4.8 б видно, что величина силы, возникающей в межвагонном соединении, не превысила ± 11,51 кН, однако в отличие от результатов, полученных при исследовании поезда, сформированного по первому варианту, в процессе трогания поезда с места и разгона сила, возникающая в межвагонном соединении между первым и вторым вагоном, направлена на сжатие связи, а во время торможения - на растяжение. Также как предыдущем варианте, возникающие продольные силы не привели снижению качества управления скоростью.
В третьем варианте исследовано движение поезда, состоящего из вагонов с максимальным числом пассажиров (т.е. массой каждого вагона 70 т]. Из Рисунка 4.9 б видно, что из-за отсутствия разности масс соседних вагонов, сила возникающая в межвагонном соединении весьма незначительна и можно считать, что она осутствует.
Таким образом, как показали выполненные расчёты, неравномерость загрузки вагонов поезда пассажирами не оказывает влияния на качество управления скоростью движения поезда, корректировки структуры параметров САУ не требуется.