本文關鍵詞：需求驅動的高速列車動力學參數(shù)優(yōu)化設計方法研究及系統(tǒng)研制

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【摘要】：高速列車經過多年的發(fā)展,已經形成了一系列成熟的車型,如200、250、300等不同時速級的高速列車系列。但隨著運用條件的變化,高速列車的動力學性能也會隨之受到很大的影響,且不同運用條件(如運行環(huán)境、地形、氣候等)對高速列車功能、特征(速度、軸重等)、性能的需求也不同。在高速列車動力學性能設計過程中,傳統(tǒng)的設計模式不僅不能及時地響應用戶需求,而且對設計人員的經驗要求較高,難以實現(xiàn)對設計經驗的重用,降低設計效率。因此,本文從需求的角度出發(fā),針對高速列車動力學性能,開展了需求驅動的高速列車動力學參數(shù)優(yōu)化設計方法的研究,實現(xiàn)對動力學性能的設計。通過需求與設計的映射機制,將需求映射到設計中：基于映射結果,通過基于知識的動力學參數(shù)優(yōu)化設計方法來對設計問題進行求解,該方法基于知識庫快速獲取值得關注的設計空間,減少對設計者經驗的依賴,結合智能優(yōu)化算法對動力學參數(shù)進行迭代計算,獲取設計結果,以滿足設計需求。本文的主要內容如下：(1)通過需求采集獲取高速列車動力學性能相關運用需求,建立設計需求庫；分析需求項對高速列車動力學性能設計的影響；建立需求與動力學設計之間的映射機制。(2)探討需求映射方法,結合映射機制,將需求映射到動力學性能設計中；基于映射結果,研究基于仿真工況集的高速列車動力學性能設計方法,通過對設計問題求解,獲取設計結果,以滿足多個仿真工況的動力學性能要求。(3)為實現(xiàn)設計問題的求解,研究基于知識的高速列車動力學參數(shù)優(yōu)化設計方法。該方法基于知識庫快速獲取設計空間；運用LS-SVM建立多工況下動力學計算的近似模型；結合動力學性能多目標優(yōu)化策略、DE算法,實現(xiàn)動力學參數(shù)的優(yōu)化設計。(4)根據(jù)以上方法和流程,基于VS2008平臺,研制了需求驅動的高速列車動力學參數(shù)優(yōu)化設計系統(tǒng),最后通過實例計算,驗證了設計方法的可行性。通過以上研究,建立了一套需求驅動的動力學參數(shù)優(yōu)化設計方法,基于該方法,研制了一套設計系統(tǒng),并且通過實例計算驗證了系統(tǒng)的功能,為獲取滿足需求的參數(shù)設計方案提供了有效的技術手段。
【關鍵詞】：高速列車 動力學性能 用戶需求 需求驅動 參數(shù)優(yōu)化設計
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U270.11
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 主要符號表8-12
• 第1章 緒論12-16
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.1 基于需求的產品設計研究現(xiàn)狀13
• 1.2.2 高速列車動力學參數(shù)設計方法研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 運行條件對高速列車動力學性能影響分析的研究現(xiàn)狀14
• 1.2.4 設計平臺研究現(xiàn)狀14
• 1.3 現(xiàn)有研究的不足14-15
• 1.4 本文研究內容15-16
• 第2章 高速列車動力學性能相關運用需求分析16-33
• 2.1 高速列車動力學性能相關運用需求采集方法16
• 2.2 高速列車動力學性能相關運用需求分析16-30
• 2.2.1 高速列車動力學相關運用需求項的提取18-19
• 2.2.2 高速列車運行環(huán)境分析19-20
• 2.2.3 運行環(huán)境對高速列車動力學性能設計的影響分析20-30
• 2.3 高速列車動力學性能相關運用需求描述30-32
• 2.4 小結32-33
• 第3章 需求驅動的高速列車動力學性能設計方法33-43
• 3.1 需求驅動的復雜產品設計方法33-34
• 3.2 需求驅動的高速列車動力學性能設計流程34
• 3.3 高速列車運用需求與其動力學性能設計的映射34-40
• 3.3.1 高速列車相關運用需求與其動力學性能設計的映射方法35
• 3.3.2 高速列車運用需求與其動力學性能設計輸入的映射35-37
• 3.3.3 高速列車運用需求與動力學性能設計指標的映射37-39
• 3.3.4 高速列車相關運用需求與仿真工況集的映射39-40
• 3.4 基于工況集的高速列車動力學性能設計40-42
• 3.5 小結42-43
• 第4章 基于知識的高速列車動力學參數(shù)優(yōu)化設計43-59
• 4.1 高速列車動力學性能設計知識獲取43-52
• 4.1.1 確定高速列車動力學性能設計初始空間43-44
• 4.1.2 基于近似模型的高速列車動力學參數(shù)靈敏度分析方法44-50
• 4.1.3 高速列車參數(shù)靈敏度分析及設計空間縮減50-52
• 4.2 高速列車動力學性能設計知識的表達與存儲52-53
• 4.3 基于知識的高速列車動力學參數(shù)優(yōu)化設計53-58
• 4.3.1 基于知識的復雜產品設計方法53
• 4.3.2 工程優(yōu)化問題53
• 4.3.3 基于知識的高速列車動力學參數(shù)優(yōu)化設計53-58
• 4.4 小結58-59
• 第5章 需求驅動的高速列車動力學參數(shù)優(yōu)化設計系統(tǒng)研制59-68
• 5.1 系統(tǒng)簡介59
• 5.2 系統(tǒng)功能設計59-60
• 5.3 系統(tǒng)架構及功能模塊設計60-61
• 5.3.1 系統(tǒng)框架結構設計60
• 5.3.2 系統(tǒng)功能模塊的設計60-61
• 5.4 系統(tǒng)核心模塊的功能實現(xiàn)61-62
• 5.4.1 需求映射模塊的功能實現(xiàn)61
• 5.4.2 動力學參數(shù)優(yōu)化設計的功能實現(xiàn)61-62
• 5.5 系統(tǒng)的應用實例62-67
• 5.5.1 設計需求的獲取及映射62-63
• 5.5.2 高速列車動力學參數(shù)設計過程63-66
• 5.5.3 優(yōu)化結果驗證66-67
• 5.6 小結67-68
• 總結與展望68-69
• 總結68
• 展望68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻70-73
• 攻讀碩士期間作者的科研成果73

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本文編號：1038813