Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Behbahani,Mohsen Esfahanian
سعید بهبهانی (استاد مشاور) محسن اصفهانیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ramin Najimi aliabad
رامین نجیمی علی آباد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394
Use of railway traortation system for traorting of goods and passengers is highly expanding in the world. On the other hand, most of the existing trains are powered by diesel locomotives with relatively high fuel consumption. Since the power transmission system of these locomotives is similar to electric hybrid vehicles, by adding an electric power supply, these locomotives can be converted to hybrid-electric locomotives. The use of an appropriate control strategy can significantly reduce fuel consumption of locomotives. Improving travel quality is one of the important factors which is considered in the design of vehicle controllers. One of the purposes of travel quality is following an optimal speed profile with the least error. In other words, the distance between the start point and the destination should be traveled with minimum speed drop as well as the extreme and consecutive braking, preventing the occupant’s dissatisfaction. Reducing the braking noise, especially in railway traortation, is another aspect of travel quality. Also, to ensure train safety while driving, it is necessary to control the train speed in such a way to avoid slipping of the train wheels on the slippery railways in different weather conditions. A very suitable tool for achieving these goals is fuzzy look-ahead controller that is designed in this project. The fuzzy look ahead controller, controls the speed of the train in order to reduce fuel consumption, increase the quality of travel and minimizes travel time. This is done with regard to the slope of the path, the slope change of the forward path, wet or dry condition of rails, and the speed limits of the path ahead. In this thesis, the GM SD40-2 locomotive, which has been converted into a hybrid electric locomotive by adding a lithium ion battery pack, has been used for simulation. The advantage of the dynamical model used in this study in comparison to the previous models is considering the weather conditions of the path, in particular the condition of wet or dry rails and the temperature of the air. Exerting the effect of wet or dryness of the path in the locomotive model and simulating of the GM SD40-2 locomotive movement in a local path using a fuzzy look ahead controller, increases travel quality along with a relative reduction in fuel consumption and travel time. Keywords: Hybrid locomotive, Fuzzy look-ahead controller, Wheel/rail adhesion, Wet rail, Water temperature, Travel quality, Fuel consumption optimization.
استفاده از سیستم حمل و نقل ریلی برای جابجایی کالا و مسافر، به شکل روزافزونی در حال گسترش در سطح دنیا می‌باشد. از طرفی، قوای محرکه اکثر قطارهای موجود، توسط لوکوموتیوهای دیزلی تأمین می‌شود که مصرف سوخت نسبتا زیادی دارند؛ ولی از آنجایی که سیستم انتقال قدرت این لوکوموتیوها به وسایل نقلیه هیبرید الکتریکی شبیه است با اضافه شدن یک منبع ذخیره انرژی، این لوکوموتیوها به لوکوموتیو هیبرید-الکتریک تبدیل می‌شوند. استفاده از یک استراتژی کنترلی مناسب می‌تواند به شکل قابل توجهی باعث کاهش مصرف سوخت شود. یکی از فاکتورهای مهمی که امروزه در طراحی کنترل‌کننده‌های وسایل نقلیه مورد توجه قرار می‌گیرد، افزایش کیفیت سفر است. منظور از کیفیت سفر، دنبال کردن یک پروفیل سرعت مطلوب با کمترین خطا می‌باشد. به عبارت دیگر، فاصله بین مبدأ و مقصد باید به نحوی طی شود که افت سرعت‌های زیاد و همچنین ترمزگیری‌های شدید و پی درپی به حداقل ممکن برسد تا باعث نارضایتی سرنشینان نشود. کاستن از سر و صداهای ایجاد شده در هنگام ترمزگیری نیز، به ویژه در حمل و نقل ریلی، جنبه دیگری از افزایش کیفیت سفر می‌باشد. برای تأمین امنیت قطار در حین حرکت، لازم است سرعت قطار به نحوی کنترل شود که در مسیرهای لغزنده، از سر خوردن و لغزیدن چرخ‌های قطار بر روی ریل در شرایط مختلف جلوگیری شود که این مورد نیز یکی از فاکتورهای کیفیت سفر می‌باشد. یک ابزار بسیار مناسب برای رسیدن به این منظور، کنترل‌کننده فازی آینده‌نگر است. کنترل‌کننده فازی طراحی شده در این مطالعه، با توجه به شیب مسیر، تغییرات شیب مسیر پیش رو، وضعیت خیسی یا خشکی ریل، و تغییرات حد سرعت مسیر پیش رو، سرعت قطار را به نحوی کنترل می‌کند که علاوه بر کاهش مصرف سوخت تا حد امکان، کیفیت سفر نیز افزایش یافته و زمان سفر به حداقل برسد. در این پایان‌نامه، لوکوموتیو GM SD40-2، که با اضافه شدن یک مجموعه باتری لیتیوم یونی به یک لوکوموتیو هیبرید-الکتریک تبدیل شده است، مورد مطالعه قرار گرفته است. مزیت مدل دینامیکی استفاده شده در این مطالعه نسبت به مدل‌های پیشین، در نظر گرفتن وضعیت آب و هوای مسیر، به طور مشخص خیس یا خشک بودن ریل و دمای هوا می‌باشد. اعمال تأثیر خیس یا خشک بودن مسیر در مدل لوکوموتیو و شبیه‌سازی حرکت لوکوموتیو GM SD40-2 در یک مسیر محلی با استفاده از یک کنترل‌کننده فازی آینده‌نگر، باعث افزایش کیفیت سفر در کنار کاهش نسبی مصرف سوخت و زمان سفر می‌شود. کلمات کلیدی: لوکوموتیو هیبرید، کنترل‌کننده فازی آینده‌نگر، بهینه‌سازی مصرف سوخت، چسبندگی سطحی بین چرخ و ریل، ریل خیس، دمای آب، کیفیت سفر.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی