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申请/专利权人：西南交通大学

摘要：本发明提供了数轨车辆控制全寿命周期设计方法、系统、设备及介质，涉及轨道交通技术领域，包括获取数轨车辆的第一信息和第二信息；建立刚柔耦合的动力学模型，根据数轨车辆运行的动态特性和稳定性需求，设计自主控制策略，得到数轨车辆在不同标准工况下的自主控制功能；计算数轨车辆在不同标准工况下的动态响应结果，计算得到在不同载荷条件下的应力谱；利用数学运算对应力谱进行分析，评估数轨车辆的结构在不同工况下的应力状况，制定全寿命评估准则；从而制定有关于数轨车辆的维护计划及更新策略。本发明有益效果为有利于针对数轨车辆的结构特点和运营环境提供保障，有利于规范车辆的主要技术参数、性能指标和车辆的基本功能性要求。

主权项：1.一种数轨车辆控制全寿命周期设计方法，其特征在于，包括：获取数轨车辆的第一信息和第二信息，其中第一信息为车辆特性，车辆特性包括数轨车辆的车辆几何参数、材料特性及质量分布信息，第二信息为环境数据，环境数据包括实测载荷谱数据和线路条件参数；根据第一信息和第二信息，建立刚柔耦合的动力学模型，根据数轨车辆运行的动态特性和稳定性需求，确定需要调节的控制量，并选择控制算法，设计自主控制策略，并将自主控制策略集成至动力学模型中，得到数轨车辆在不同标准工况下的自主控制功能；基于自主控制功能，利用建立完成的动力学模型模拟计算数轨车辆在不同标准工况下的动态响应结果，并基于动态响应结果和载荷-应力传递系数，计算得到在不同载荷条件下的应力谱；利用数学运算对应力谱进行分析，评估数轨车辆的结构在不同工况下的应力状况，并基于应力状况，制定全寿命评估准则，其中全寿命评估准则包括疲劳损伤阈值和维修周期；根据全寿命评估准则对数轨车辆的结构进行评估得到评估结果，从而制定有关于数轨车辆的维护计划及更新策略；其中，所述根据第一信息和第二信息，建立刚柔耦合的动力学模型，包括：基于车辆特性和环境数据，得到数轨车辆的结构特征，其中结构特征包括数轨车辆的刚体部分和柔软部分；根据数轨车辆的结构特征，构建刚柔耦合的动力学模型，其中刚体部分表示为欧拉角描述姿态，柔软部分表示为悬挂系统和车体结构的弹性变形；其中，所述利用数学运算对应力谱进行分析，评估数轨车辆的结构在不同工况下的应力状况，包括：对应力谱中的数据进行预处理，得到预处理后的第一应力谱数据，其中包括数据的清洗、筛选、归一化、计算平均值、标准差及最大最小值；根据数轨车辆的材料特性和预期的使用条件，建立应力-寿命曲线；利用Rainflow计数技术，对第一应力谱数据中的应力历程进行有效载荷循环的提取和统计，并将提取和统计后的结果与应力-寿命曲线相匹配，计算每个载荷循环的疲劳损伤累积；将每个载荷循环的疲劳损伤累积进行累加，得到不同标准工况下的总疲劳损伤量，并获取实验测试过程中材料的疲劳性能参数，将总疲劳损伤量和材料的疲劳性能参数相比较，确定在不同载荷条件下数轨车辆的预计的疲劳寿命；根据不同载荷条件下的预计的疲劳寿命，对数轨车辆的结构在不同标准工况下的应力状况进行综合评估；其中，所述基于应力状况，制定全寿命评估准则，包括：分析数轨车辆的结构在不同标准工况下的应力状况，利用概率分布函数对应力状况进行处理，得到数轨车辆的结构在各种标准工况下的第二应力分布情况；对第二应力分布情况进行处理和分析，确定数轨车辆的结构的疲劳损伤特征和分布规律，并结合预设的有关于数轨车辆的设计安全性要求，制定疲劳损伤阈值；根据疲劳损伤阈值和维修周期，制定全寿命评估准则。

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