矿用电机车动力学仿真：双闭环PWM调速系统的动态响应分析

本研究论文主要探讨了矿用电机车动力学仿真，特别是针对双闭环PWM斩波调速系统进行深入分析。该系统是研究的核心，通过对电机车运行过程中的动力学理论进行建模，包括转速PI控制器和电流PI控制器的设计，以及PWM斩波调速器的仿真。研究的重点在于空载启动、重载启动和重载制动三种工况下的动态响应特性，这有助于优化电机车的性能和控制策略，确保在实际矿山环境中稳定、高效地运行。 在仿真过程中，作者利用Simulink等工具进行了数值模拟，通过分析应力强度因子（图5所示）来评估电机车在不同负载条件下的耐受能力。应力强度因子是衡量材料抵抗裂纹扩展的重要参数，研究发现，裂纹位置附近的应力强度因子较高，可能导致材料更容易断裂。此外，还探讨了裂纹长度、构件几何尺寸以及应力状态对应力强度因子的影响，如在平面应力和平面应变状态下，应力强度因子显著不同，厚度方向上的差异也影响了裂纹尖端的扩展行为。 论文引用了多篇相关文献，如徐尚龙等人关于构件疲劳破坏的数值模拟，刘宝良和邹广平关于无限大板中裂纹应力强度因子的研究，以及谢云叶等人关于表面裂纹连续扩展规律的实验研究，这些研究为当前工作的理论基础提供了丰富的支持。李宁博士作为作者，专注于石油机械结构的弹塑性与疲劳寿命研究，他的专业背景为该领域的深入研究增添了价值。 总结来说，这篇论文通过动力学仿真方法，深入分析了矿用电机车的动态性能，特别是在不同工况下的响应特性，以及应力强度因子在电机车动力系统中的关键作用。这些研究成果对于电机车的控制系统设计、故障预测以及安全运行具有重要的实践指导意义。