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日本开发出利用HILS技术的虚拟行驶试验系统

http://cn.newmaker.com 8/30/2010 1:35:00 PM 日经BP社

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日本铁道综合技术研究所开发出了利用汽车开发中使用的HILS（Hardware in the Loop Simulation）技术，对铁道车辆的行驶情况进行再现及评估的系统，并在2010年8月26和27日举行的铁道综研技术论坛上进行了公开演示。由于该系统可以代替在实际线路上的行驶测试，因此能够在减轻车辆开发测试负担的同时提高开发效率。该系统是通过组合基于计算机的实时模拟、车辆试验台以及可自由设定特性的试验用台车等实现的。

通过此次开发的HILS系统可实施以下项目：（1）模拟连接多辆车辆的编组状态下的行驶运动状态；（2）模拟安装了新型减震器及空气弹簧等装置时的车辆整体的性能及运动状态；（3）对减震器及空气弹簧的动态特性进行建模。

其中第（1）项方面，在原来供1辆车辆使用的试验台（利用截面与铁轨相同的转台对车轮进行强制性转动的装置）的两端设置了对相邻车辆的运动进行模拟的“车体间运动模拟装置”。该装置在接受试验台上的车辆做出的运动后，通过实时模拟来计算相邻车辆的运动（上下、左右、摇晃、偏摆4个自由度），并将相应的力返至试验台上的车辆。与基于1辆车辆的试验相比，可对摇晃振幅的减小以及振动相位的偏离进行再现，形成更加接近实际情况的状态。

第（2）项的“可变特性试验台车”能够安装致动器来取代空气弹簧及减震器。可利用程序来改变这些试验装置的特性，通过反复尝试迅速确定最佳特性，提高开发效率。而且还可供上述试验台上的车辆来装备使用。

第（3）项的“HILS减震试验装置”和“HILS空气弹簧试验装置”使用6个致动器，可模拟减震器及空气弹簧的三维运动。通过检测加振（对减震器及空气弹簧的施力）及其响应，并用神经网络加以掌握，可建立具有减震器及空气弹簧动态特性的模型。而且还可将这些装置用于第（2）项中的实时模拟用途。

以往都是以采用刚性车体为前提进行试验的，而实际的车体存在挠性运动（振动），为了更准确地评估乘坐舒适性，需要对这一挠性进行再现。另外，目前该系统仅限于相对性评估用途，今后还需要使其能够与铁路线上的试验进行对比，以绝对值来进行评估。（记者：木崎健太郎）

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