第四章 操纵说明20061219
第四章机车操纵使用说明
1.机车试验
1.1 机车耐压试验
机车耐压试验又称机车绝缘介电强度试验。其目的是检验机车在组装过程中各种电路中的电气设备的绝缘状态是否良好。机车耐压试验因其各种电路额定电压等级不同，一般分为几个回路单独对地试验，而所有其他电路则应短接及接地。其中对可能受到损坏的电子设备不应接入。系统耐压试验前，应确认机车各电气设备齐全；电路连线完整、动作状态准确无误，然后分别对电路进行系统的耐压试验，耐压前后用相应兆欧表测量绝缘值应不小于要求值。耐压时间为1min，应无击穿闪络现象。试验电压取50Hz正弦波电压。具体过程如下：
1.1.1 原边电路
z拆除高压电压互感器TV1原边，并将其次边短路接地；高压电流互感器TA1次边短路接地；拆除避雷器原边。
z将高压隔离开关QS1、QS2闭合或通过短接线将其连通；接地开关QS10置“断开”位。
z通过短接线将车顶其他电气设备连接成整体。
z将车架下主变压器的高压A端子T型头拆下，并通过工艺插头将其紧密防护，不许有间隙，以防耐压时由于有间隙产生放电，损坏大A端子。确保T型头
与周围壳体电气间隙≥300mm。
z用1000V兆欧表测量绝缘值≥5M?。
z耐压之前，应将主电路、辅助电路和控制电路全部短接接地；
z施加AC64000V-50Hz电压1min，无击穿闪络现象。
z耐压完后，再进行绝缘电阻测量，应满足要求。
1.1.2 牵引、制动回路
z将主回路库用开关QS3、QS4置“库用”位。
z将主回路接地开关GS1-GS6置中立位。
z将UM1内11、12、13、21、22、23、31、32、33、501A、503A、501B、502B、503B、501C、503C、511AB、511BB、511CB、510AA、510BA、510CA各
端子短接。
z将UM2内41、42、43、51、52、53、61、62、63、501A、503A、501B、502B、
503B、501C、503C、611AB、611BB、611CB、610AA、610BA、610CA各
端子短接，并与UM1端子短接。
z将UM1、UM2柜内的各类控制单元插头全部拔下。
z用1000V兆欧表测量绝缘值≥1M?。
z耐压之前，应将辅助电路和控制电路全部短接接地；
z施加AC4400V-50Hz电压1min，无击穿闪络现象。
z耐压完后，再进行绝缘电阻测量，应满足要求。
1.1.3 辅助回路（AC380V）
z将辅助回路入库开关置“库用”位。
z将辅助回路接地开关GS7、GS8置中立位。
z将LV控制柜内的接触器KM11、KM12、KM20的主触头全部短接，并闭合自动开关QA11～QA25和QA74。
z将APU1内101、102、1501、1502、107、108、109各端子短接。
z将APU2内201、202、105、2501、2502、、207、208、209各端子短接，并与APU1端子短接。
z将110V充电柜PSU内的接触器CTTP、CTTN主触头短接，并将自动开关CB1、CB2断开；同时需要将充电柜内各控制单元的插头拔下。
z耐压之前，应将AC220V辅助电路和控制电路全部短接接地；
z用500V兆欧表测量绝缘值≥1M?。
z施加AC1600V-50Hz电压1min，无击穿闪络现象。
z耐压完后，再进行绝缘电阻测量，应满足要求。
1.1.4 辅助回路（AC220V）
z拆除GND-M处的200、200D及100导线。
z必须断开QA72、QA104、QA105，断开洗手间断路器。
z闭合QA33并断开饮水机（EH31、EH32）开关。
z在控制电器柜LV端子处短接243、244、245。
z将司机室内各加热器全部拆除。
z耐压之前，应将控制电路全部短接接地；
z用500V兆欧表测量绝缘值≥1M?。
z施加AC1300V-50Hz电压1min，无击穿闪络现象。
z耐压完后，再进行绝缘电阻测量，应满足要求。
1.1.5 控制回路
z两端司机室内，闭合所有扳键开关；拆除制动装置显示器、ATP装置显示器、TCMS显示器、语音箱、仪表模块上的配线、插头；拆除EBV、司控器插头；
拆除阅读灯、操纵台灯、前照灯、司机室灯、直流稳压电源、风扇、刮雨器、
遮阳帘、冰箱配线。
z拆除控制电气柜处的DC110V电压表；拆除电度表配线。
z拆除控制电气柜的CNQE插头，并用工艺插座短接。
z拆除UM1、UM2的外部插头，并用工艺插座短接。
z拆除TCMS箱内的插头，并用工艺插座短接；拆除TCMS箱内PE接地线。
z拔下顶盖插头RFCN1、RFCN2、RFCN3，并用工艺插座短接。
z拆除蓄电池接线381、400。
z拆除充电装置接线排处的控制配线457、423、424、668、760、400。
z拆除空气管路柜的控制单元插头。
z拆除PDU及EV33（自动过分相装置）的插头。
z拆除喇叭阀线。
z拔下所有速度传感器插头。
z拆除风速继电器配线；拆除干燥器、空压机处的控制电缆。
z用500V兆欧表测量绝缘值≥5M?。
z施加AC1200V-50Hz电压1min，无击穿闪络现象。
z测量绝缘值，满足要求。
耐压试验后，应拆除短路接线，按照电气线路原理图要求恢复原有接线，并将各电子插件复位，各隔离开关置于正常位，并进行低压试验检查，确认机车状态正确无误。
1.2 低压试验
机车低压试验的目的是在机车组装完毕后对全车各电路、电气设备的连接正确与否，各电气设备的执行机构动作程序及逻辑关系正确与否作全面的检查。低压实验前应对机车上安装的各种电气部件或组件以及电气线路做一次一般性整备检查，并对某些电气和机械设备做必要的操作。具体程序及方法如下：
1.2.1 外观检查
1.2.1.1 微机控制柜检查
①确认柜内无异物，电气设备无错装、漏装、破损等现象。
②确认各电气设备接线正确、可靠。
③确认插头插接正确、到位，接线无错接、漏接、虚接等不良现象。
1.2.1.2 控制电气柜检查
①确认柜内无异物，电气设备无错装、漏装、破损等现象。
②确认插头插接正确到位，接线无错接、漏接、虚接等不良现象。
③确认空气自动开关全部置隔离位。
④确认主电路转换开关QS3、QS4和辅助电路入库转换开关QS11置“运行”位。
⑤确认主电路接地开关GS1-6和辅助电路接地开关GS7、8动作正常，无卡劲、烧损、不到位等不良现象。
1.2.1.3 变流柜检查
①确认插头插接正确到位，接线无错接、漏接、虚接等不良现象。
②对柜内各电气元件进行目测检查，确保各类部件完备无缺，安装正确。
③对柜内母排及各类电缆进行目测检查，无漏接、破损、短路及放电间隙不够等现象。
④确认设备内部的导线、插头、光纤等状态良好，插接正确。
⑤确认冷却管路的法兰、接头等处无泄露现象。
⑥确认内部循环水泵、风机状态良好，动作正常。
⑦通过液面计确认冷却介质是否足够，若不足补入缺少部分。
⑧通过流量计确认冷却介质的流量是否为200L/min，若流量低于200L/min，查找原因，将流量调整到 200L/min。
1.2.1.4 空气管路柜检查
①确认管路柜各元器件安装正确，无器件缺少、破损现象。
②确认插头插接正确到位，接线无错接、漏接、虚接等不良现象。
③确认空气管路各塞门是否安装齐全，并置“运行”位。
④确认管路柜上各塞门置“运行”位。
⑤确认蓝色钥匙是否插接。
1.2.1.5 司机室检查
①确认司机室各设备安装完备。
②确认插头插接正确到位，接线无错接、漏接、虚接等不良现象。
③确认各司机控制器置“0”位，主断路器置断开位。
④确认司机室内无不良异物。
⑤确认司机室内安全消防器材完备。
1.2.1.6 机械室检查
①确认机械室内各设备安装完备，无缺少、破损现象。
②确认机械室内各设备接线正确，无错接、漏接现象。
③确认接地开关QS10置“运行”位，两把黄色钥匙插接到位。
1.2.1.7 绝缘强度检查
①辅助电路（AC380V）用0.5kV兆欧表检查对地绝缘应＞1M?。
②辅助电路（AC220V）用0.5kV兆欧表检查对地绝缘应＞1M?。
③控制电路（DC110V ）用0.5kV 兆欧表检查对地绝缘应＞5M ?。 1.2.2 控制电路检查 1.2.2.1 蓄电池检查
①确认蓄电池组状态良好无放电、烧痕现象。导线连接正确、紧固到位。 ②确认DC110V 充电装置安装完备，设备无缺少、破损现象。 ③确认DC110V 充电装置接线正确，无错接、漏接现象。
④闭合控制接地自动开关QA59，蓄电池自动开关QA61。确认控制电器柜上电压表PV71显示不低于90V ，Ⅰ、Ⅱ端司机操纵台上的控制电压表PV41、PV42的电压指示应与控制电器柜上电压表PV71的指示一致，不超过误差范围。
注：在闭合蓄电池自动开关前，应先确定蓄电池及110V 回路无短路、接地现象，即先闭合控制接地自动开关QA59，在闭合蓄电池自动开关QA61后，QA59不应跳开。若QA59跳开则说明回路存在短路或接地现象，此时应排除故障。
蓄电池检查完毕后，进行控制电路其他部分的检查、试验时，建议使用外部DC110V 电源，既由控制回路入库插座XSC3引入外部电源，或从蓄电池端子排将蓄电池断开，将外部电源引入。（蓄电池容量有限避免长时间的用电，导致蓄电池的溃电） 1.2.2.2 机车照明检查
①依次闭合自动开关QA48、QA49、QA50、QA57，各回路应无短路、接地现象； ②检测机械间行灯插座XL1、XL2，车架行灯插座XSC1、XSC2，有电压输出； ③将司机室灯SB47、SB48分别置“强”位和 “弱”位，司机室灯照明正常； ④操纵SB49、SB50，确认机械室灯的状态，符合下表：
开关
开关位置 SB49（Ⅰ端） 0 ON ON 0
SB50（Ⅱ端） 0 0
ON
ON
灯亮的状态 —
○ — ○
⑤操纵SB51、SB52，确认标识灯的状态，符合下表：
开关 位置 Ⅰ端标识灯
Ⅱ端标识灯
开关 位置
Ⅰ端标识灯
Ⅱ端标识灯
前
○ — 前 — ○
后 — ○ 后 ○ — SB51
全
○
○
SB52
全
○
○
⑥操纵SB53、SB54，确认副照灯的状态，符合下表：
开关 位置 Ⅰ端副照灯
Ⅱ端副照灯
开关 位置
Ⅰ端副照灯
Ⅱ端副照灯
前
○ — 前 — ○
后 — ○ 后 ○ — SB53
全
○
○
SB54
全
○
○
⑦操纵SB57、SB58，确认仪表灯、车底灯的状态，符合下表：
开关开关位置Ⅰ端仪表灯Ⅱ端仪表灯车底灯
O ———
I ○——
SB57
B ——○
I+B ○—○
O ———
I —○—
SB58
B ——○
I+B —○○
⑧操纵SB55、SB56置“强”位，前照灯应正常起辉发亮；置“弱”位，前照灯变暗。
⑨操纵阅读灯开关，阅读灯正常照明。
1.2.2.3 辅助设备检查
①依次闭合自动开关QA51、QA102，各回路应无短路、接地现象且门密封装置工作正常。
②操纵遮阳帘开关SB75、SB76置“升”、“降”位，遮阳帘工作正常。
③操纵风扇开关SA65、SA66置“开”位，风扇工作正常。
④操纵冰箱开关SA69、SA70置“开”位，冰箱工作正常。
⑤操纵刮雨器开关置“复位”、“慢”、“快”、“快+喷水”位，刮雨器在各个位置工作正常。
1.2.2.4 微机系统检查
①确认微机柜TCMS、变流柜及空气管路的输入电源极性正确。
③依次闭合QA41、QA42、QA43、QA44、QA45、QA46、QA47、QA55，各回路应无短路、接地现象。
④通过TCMS微机显示屏确认MPU（CI）、APU和制动系统的状态是否正常。
⑤通过微机显示屏中的信号状态画面，确认TCMS的输入输出信号是否正确。
1.2.3 低压动作试验
说明：①使用外部DC110V电源，在控制电路入库插座XSC3处接入。
②在PT2次回路（92线）加压AC110V。
③将外部风源连接在总风管MR上。
1.2.3.1辅助压缩机动作试验
①确认辅助压缩机接线是否正确，油量是否充足。
②按一下控制电气柜内的SB95开关（自复），KMC1闭合，辅助压缩机起动。
③观察空气管路柜处的压力表，当气压达到735±20kPa（KP57断开）时辅助压缩机自动停止工作。
注意：辅助压缩机电机不宜长时间工作和频繁起机，打风时间应在10分钟内，若超
过10分钟还没有停机，应断开QA45和QA51，检查相应空气管路是否漏泄。
1.2.3.2受电弓动作试验
①通过操作操纵台开关SB41、SB42及控制电气柜处的SA96进行受电弓试验。
SA96
开关开关位置
正常受电弓1隔离受电弓2隔离SB41
前受电弓前受电弓上升前受电弓不上升前受电弓上升
Ⅰ端操纵台后受电弓后受电弓上升 — 后受电弓不上升SB42
前受电弓前受电弓上升后受电弓上升后受电弓不上升
Ⅱ端操纵台后受电弓后受电弓上升前受电弓不上升 —
②确认受电弓能够正常升降，并确认其上升时间小于5.4s，下降时间小于4s。③
操作SA96确认高压隔离开关QS1、QS2动作逻辑如下表所示。
高压隔离开关
SA96
正常受电弓1隔离受电弓2隔离QS1 闭合断开闭合
QS2 闭合闭合断开
1.2.3.3 主断路器（VCB）动作试验
①库内模式：将SA75（控制电气柜处）开关置“试验”位，确认在满足下列条件后，通
过操作SA43或SA44，确认VCB是否能正常闭合、断开。
z接触网电压在5kV以下。
z受电弓没有上升。
z QS3、QS4、QS11、QS10处在正常位置。
z VCB气压正常（升弓风缸压力足以保证KP58的信号470闭合）。
z MPU控制单元1台以上运转正常。
z司控器主手柄处于“0”位。
②正常模式：将SA75开关置“正常”位，确认在满足下列条件后，通过操作SA43、SA44，确认VCB是否能正常闭合、断开。
z确认网线有电
z QS3、QS4、QS11、QS10处在正常位置。
z VCB气压正常（升弓风缸压力足以保证KP58的信号470闭合）。。
z MPU控制单元1台以上运转正常。
z司控器主手柄处于“0”位。
1.2.3.4 受电弓故障检测器动作试验
①Ⅰ端/Ⅱ端的受电弓上升后，按下PDU1/PDU2试验开关，确认VCB断开，受电弓
降下。
注：Ⅰ端受电弓操作PDU1，Ⅱ端受电弓操作PDU2。
1.2.3.5 APU控制动作试验
①控制试验：将APU1和APU2的控制单元（整流器、逆变器）的拨码开关设定为试
验模式。
PBS和SET DATA SW SELECT SW LED1显示 LED2显示
OFF — F F SEQT
由OFF→ON 按一下PBS F F SEQT
按一下SET F F SEQT
由ON→ OFF 通过按动PBS，使LED2显示处于接通状态，APU的动作条件成立，动作情况如下所
示：
z APU1 TEST AK闭合→K闭合→AK断开→KM11闭合
z APU2 TEST AK闭合→K闭合→AK断开→KM12闭合
z APU1和APU2 TEST AK闭合→K闭合→AK断开→KM11、KM12闭合→断开APU1
的冷却风机自动开关BM→KM11断开→KM20闭合
z APU1和APU2 TEST AK闭合→K闭合→AK断开→KM11、KM12闭合→断开APU2
的冷却风机自动开关BM→KM12断开→KM20闭合
试验后将APU复位，必须先闭合BM、切断QA47，然后再闭合QA47。
②确认在TCMS显示屏可以断开、复位APU。
③在PT2的次边给92线加AC110V
z闭合VCB→AK闭合→K闭合→AK断开→KM12闭合
z闭合VCB→将换向手柄置于非“0”位→AK闭合→K闭合→AK断开→KM11闭合
1.2.3.6 充电装置PSU控制动作试验
闭合QA106（确认回路无短路、接地现象）→APU1对应的CTTP、CTTN闭合→APU2
设定为试验模式→APU1对应的CTTP、CTTN断开，APU2对应的CTTP、CTTN闭合。
1.2.3.7空气压缩机控制动作试验
①APU1、2设定为试验模式，总风压力在750kPa以下，闭合自动开关QA19、QA20。
②SB45（Ⅰ端）置“压缩机”位→（KM11闭合10s后）KM13闭合→3s后KM14闭合
→SB45置“0”位→KM13、KM14断开→SB45置“强泵风”位→KM13闭合→3s后KM14闭
合。
③SB46（Ⅱ端）置“压缩机”位→（KM11闭合10s后）KM14闭合→3s后KM13闭合
→SB45置“0”位→KM13、KM14断开→SB45置“强泵风”位→KM14闭合→3s 后KM13闭合。
1.2.3.8 MPU 动作试验
z 将SA75设定为试验模式（MPU 的每组控制单元LED S2=2（F ）点亮。 z VCB 断开，QS3、QS4置“运行”位。
z 确认MPU1中的控制单元LED S2=2（8）均亮，而MPU2的控制单元LED S2=2
（8）均灭。
①在Ⅰ端操作，确认6台控制单元及6组接触器的动作状态。
操作
接触器动作
NO
换向器
主手柄 AK K MPU 控制单元的LED 灯亮状
态 TCMS 显示
1 F 0 开→关 开 S2=
3（0）（4）
箭头指向Ⅰ端
2 N 0 关 关
3 R 0 开→关 开 S2=
3（8）（4）
箭头指向Ⅱ端 4 F P1 开→关 开 S2=
3（0）（1）（4）（5）（D ）
档位表示1级 5 F P13 关 开 S2=
3（0）（1）（4）（5）（D ） 档位表示13级 6 F
关
开 S2=
3（0）（4） 档位表示0级 7 F B13 关 开 S2=
3（0）（4）（5）（9）（D ） 档位表示13级 8 F B1 关
开 S2=3（0）（4）（5）（9）（D ）
档位表示1级
②在Ⅱ端操作，确认6台控制单元及6组接触器的动作状态。
操作
接触器动作
NO
换向器
主手柄 AK K MPU 控制单元的LED 灯亮状
态
TCMS 显示
1 F 0 开→关 开 S2=
3（8）（4） 箭头指向Ⅱ端
2 N 0
关
关
3 R
0 开→关 开 S2=3（0）（4） 箭头指向Ⅰ端 4 F P1 开→关 开 S2=
3（8）（1）（4）（5）（D ） 档位表示1级 5 F P13 关 开 S2=
3（8）（1）（4）（5）（D ） 档位表示13级 6 F
关
开 S2=3（8）（4） 档位表示0级 7 F B13 关 开 S2=
3（8）（4）（5）（9）（D ） 档位表示13级 8 F B1 关
开 S2=3（8）（4）（5）（9）（D ）
档位表示1级 ③库内运行模式确认
z 将QS3置“库用”位，MPU 各控制单元S2=2（9）点亮，TCMS 显示屏处QS3
点亮。
z 将QS4置“库用”位，MPU 各控制单元S2=2（9）点亮，TCMS 显示屏处QS4
点亮。
MPU
④断开操作
z在TCMS开放画面上，确认MPU可以个别断开、复位。
1.2.3.9 半自动、自动过分相装置动作试验
①半自动过分相
z将SA75开关置“正常”位
z将信号传输器连接到机车速度传感器TG上，加入机车速度信号
z对92线加AC100V电压
z闭合SA49（SA50）→操作SB41（SB42）升受电弓→操作SB43（SB44）合主断路器→将机车速度设定在5km/h以上→操作SB67（SB68）过分相按钮
→2s后VCB断开→切断AC100V电源→1s后接入AC100V电源→2s后VCB
闭合。
②全自动过分相：按厂家提供的全自动过分相装置维护使用手册进行具体试验。
1.2.4 辅机的检查及试验
闭合QS11，通过辅助回路入库插座XSA1引入DC650V地面电源。
1.2.4.1 各类风机的动作试验
z GS8中立（2501、2502都不接地）
z为了实现APU2对所有辅机供电，应将APU1隔离，如断开APU1对应的辅助风机短路器BM，或通过微机显示屏进行隔离。
z断开QA106
z启动外部电源加压至DC650V，APU2起动，打开KM12、KM20，测定输出电压（AC380V）。
z依次闭合水泵自动开关、辅助变流器风机自动开关，对应水泵和辅助变流器风机依次投入工作，确认排风方向和流量表（水流）的指示方向，应正常无
误。
z依次闭合MA11-16（牵引通风机），MA17、18（复合冷却塔风机），MA21-22变压器冷却油泵，确认各电机旋转方向是否正确、有无异常。
z外部电源切断 →APU2停止工作。
1.2.4.2 空气压缩机的检查及试验
①APU2正常工作时，将SB45（SB46）置“压缩机”位，确认空压机的旋向，保证空压机正常打风。
②当总风压力在750kPa以下时，在任意一端操作，两台空气压缩机均工作，起动时间差为3S。
③当总风压力低于825kPa时，在Ⅰ端司机室操作时空气压缩机1工作，在Ⅱ端司机
室操作时，空气压缩机2工作。
1.2.4.3 PSU动作试验
断开XSC3上的地面DC110V电源。将PSU的选择开关SW1打至“手动”，闭合控制电气柜的空气断路器QA106，闭合PSU的CB1、CB2。
①闭合QA61后，确认电压表的指示数。
②SW2设定为No.1，即要求PSU的模块1工作。
③外部电源加压到DC700V，APU2起动 →PSU起动 →确认电压表的针上升到110V。
④闭合QA41～QA47。
⑤通过TCMS显示屏的状态输入画面DI，确认信号423亮，即PSU的模块1工作。
⑥在DC700V关闭状态下，确认信号423熄灭，即PSU的模块1停止工作。
⑦将SW2设定为No.2，加压到DC700V后，电压表示数应变为110V、并通过显示屏画面确认信号424的亮、灭，确认PSU的模块2工作状态。
1.2.4.4 空调装置的试验检查
①闭合QA23、QA24、QA104、QA105，确认各回路无短路、接地现象。
②将司机室的空调开关SA73（SA74）置于「冷风」、「暖风」或者「通风」的任何位置，司机室的空调装置能够执行「冷风」、「暖风」或者「通风」的功能。
1.2.4.5 加热器的检查及试验
①首先确认各回路无短路、接地现象，再闭合QA25、QA31A、QA31B、QA33、QA32，测量XSA3、XSA4电压应为AC220V。
②将司机室的加热器开关SA11（SA12）依次置于「１」、「２」、「３」位置，司机室侧壁的温风机、后墙的温风机、膝暖风器、脚暖风器全都能够依次开始发热。
③分别闭合窗加热开关SA13和SA14，确认司机室窗玻璃能正常加热。
③闭合EH31、EH32开关，确认电加热器运行正常。
④必须对MPU、APU、TCMS、110V-PSU、LC滤波等装置的低温预热回路进行接线确认，并通过检测电阻，保证无错线、短路、接地，然后闭合低温预热开关QA56和QA72，确认机车低温预热回路是否工作正常。
⑥闭合QA73，确认各撒沙管及沙箱的加热单元能正常运行。
1.2.5 机车动车检查试验
z检查车体与转向架构架之间软连线及管路、构架与轴箱之间软连线应良好。
z检查轴箱接地碳刷是否接地可靠。
z检查制动系统是否作用良好，总风缸压力应大于750kPa。
z检查主电路入库插座XSM1、XSM2的连接线是否完好。
z断开地面电源开关，将库用动车电源线插入主电路库用插座XSM1（或XSM2）。
z将库用电源开关QS3（或QS4）置“库用”位，并将接地开关GS2（或GS5）置中立位。
z闭合地面电源开关。（需要特别说明的是，机车动车库内电源与辅助设备库内电源可以共用一套电源设备，其输出电压为DC650V。）
z将司机控制器换向手柄置“前”位（或“后”位），同时可以听到主变流器CI2（或CI5）中充电接触器、工作接触器相继闭合的动作声。主变流器CI2（或CI5）
充电完成，主司机台故障显示屏上“预备”灯亮，通过微机显示屏的主变流器/
牵引电机画面，可以观察到主变流器CI2（或CI5）中间电压至650V左右。
z将调速手柄推向牵引位，离开“0”位时，主司机台故障显示屏上“手柄零位”、“预备”灯显示消失，机车进入牵引状态，随着手柄位的升高，CI2(或CI5)的输出
牵引力逐渐增大，机车动车。
1.3 机车高电压试验
机车高压试验目的是为了检验机车载接触网供电工况下各辅助电气设备启动、运行情况，并初步验证机车牵引、制动性能。高压试验一般在工频25kV接触网供电情况下升弓后静止进行，与工作无关人员要离开试验现场。
1.3.1 检查和复位
z检查有无异物遗留在各设备室，短接线是否完全拆除。
z将各故障隔离开关置“正常”位，保证机车空气制动系统作用良好。
z车顶电气设备及车内和车下的各电气设备保护性接地良好。
z各连接线应接好。
z接触网接地设备应完整可靠。
z车顶门作用良好，并锁闭此门,拔下黄色钥匙,插入接地开关QS10，并将QS打
至正常运行位,将蓝色钥匙拔出，并插入空气管路柜的升弓气路阀,开通升弓气路。
z检查各风速继电器状态良好。
z将控制电器柜内的主电路库用开关QS3、QS4置“运行”位，辅助电路库用开关
QS11置“运行”位，并将柜内的所有接地开关闭合。
z合上电源柜上的所有开关，使110V电源电路投入工作。
z通过微机显示屏，将6组CI全部隔离。
z各安全门、盖等复位。
准备工作完毕后，作业人员到安全处所，方可联系升弓。
1.3.2 辅机检查
z首先观察空气管路柜上的辅助风缸压力表，看气压是否达到达到480kPa以上，即压力继电器KP58（480～650kPa）是否闭合，如果风压不足，按一下控制电气
柜内的SB95开关（自复），KMC1闭合，辅助压缩机开始打风，当气压达到
735±20kPa（KP57断开）时辅助压缩机自动停止工作。
z闭合电钥匙，将受电弓扳键开关SB41（SB42）置“后受电弓”，受电弓升弓，
网压表能正确显示网压。
z将主断路器扳键开关SB43（SB44）置“合“位，主断路器应可靠闭合，同时辅
变流器APU2开始起动运行，油泵、水泵均投入工作注意观察油流方向、水流方
向均正常；
z将压缩机扳键开关SB45（SB46）置“空压机“位，、空气压缩机1、2依次投入
工作，空气压缩机转向应正确，否则会出现压缩机接触器打摆的现象。
z确认110V充电模块PSU：⑴SW1“手动”，SW2“1”，通过微机显示屏确认PSU1
工作，如果SW2“2”，通过微机显示屏确认PSU2工作；⑵SW1“自动”，由TCMS
实现PSU的自动转换，即单数日PSU2工作，偶数日PSU1工作。
z将司机控制器换向手柄置“前”位，从TCMS显示屏画面上可以观察到主变流器
CI1、CI2、CI3、CI4、CI5、CI6均被隔离，辅助变流器APU1开始软起动运行，
各牵引风机、复合冷却器风机均投入工作。检查转向是否正确。
z将司机控制器调速手柄置牵引“3”级位以下时，确认APU1输出电源频率为33
Hz，将调速手柄置牵引“3”级位以上时，确认APU1输出电源频率为50 Hz。将调
速手柄置电制任何极位时，确认APU1输出电源频率为50 Hz，调速手柄回0后，经过一定延时，APU1输出电源频率为33Hz。
1.3.3 辅助系统设备检查
z将司机室加热开关SA11（SA12）依次置“1”、“2”、“3”位，司机室脚炉、侧墙
暖风机、后墙暖风机、膝炉应均能正常发热。
z将电热玻璃控制开关SA13（SA14）置于“合”位，电热玻璃应能正常发热。
z将饮水机控制开关置于“合”位，饮水机应能正常工作。
z将空调机组的功能控制转换开关SA73（SA74）分别置“高制冷”、“低制冷”、“通
风”、“加热”位，确认空调机组是否能正常转换，并确保机组正常工作。
z闭合卫生间的自动开关，确认卫生间的工作状态正常。
1.3.4 牵引控制试验
1.3.4.1牵引变流器静态试验
z断主断降弓，并将自动开关QA1断开，将SA75置试验位，通过微机显示屏观察主变流器画面：将换向手柄置“前”或“后”位，6组牵引变流器CI的充电接触器和工作接触器得电转换，将调速手柄由牵引1～13级转换，观察主牵引画面，可以看到牵引工况下输出力矩与级位的变换；将调速手柄由制动12～1级转换，观察主牵引画面，可以看到制动工况下输出力矩与级位的变换，均应符合牵引制动特性曲线。
z将自动开关QA1闭合，将SA75置运行位，升弓合主断，并观察制动显示屏LCDM，确认机车制动状态良好。将机车实施空气制动，分别对6组牵引变流器的输出工况及6台牵引电机产生的力矩与机车的运行方向逐个进行确认，其他牵引变流器通过TCMS微机显示屏隔离。各牵引电机及轮对转向均应符合I、II端司机控制器的控制方向。
1.3.4.2牵引动态试验
通过微机显示屏的触摸开关，使6组牵引变流器均恢复正常运行状态，其他各种开关也均置正常运行位，操纵司机控制器调速手柄，使机车以小于20km/h低速动车，观察司机室各信息显示屏和故障显示单元显示正常；各仪表指针指示正常，指针偏转方向正确，指示数值正确；各风速继电器、风压继电器、油流继电器及有关电器动作正常；运行中仔细确认机车整体正常，无异常发热、怪味。
1.4 制动静态调试（见本章附录A）
1.5 重联试验（见本章附录B）
2.机车操作指南
2.1 机车的运行前检查
2.1.1 机车的外观及行车部位的检查
2.1.1.1 由Ⅰ、Ⅱ任意一端车钩开始检查。目测确认机车前照灯、刮雨器、玻璃、副前照灯、标志灯、制动软管状态良好；钩舌开闭状态正确，开闭灵活。
2.1.1.2 检查基础制动盘、以及踏面清扫装置的导向板和车轮的间隙是否合适。确认其没有达到磨耗限度。检查齿轮箱有无油水渗漏现象，确认主电动机、速度传感器等的联线及接线盒装态良好。确认制动器的气体管路的状态良好。
2.1.1.3 检查接地装置、速度传感器等的导线及连接端子状态正常，砂箱装砂必须充足。
2.1.2 机车内部的检查
2.1.2.1 司机室的检查：各设备、仪器、显示器均无异常；各个接线端子、端子排等的配线无异常。确认各开关类的动作流畅、顺利。
2.1.2.2 机械室的检查：确认机械室内全部装置完备，无异常情况。确认外观上无变形、变色、异味等。确认各插头连接牢靠不松动。
目视确认空气压缩机的油位计的油位应在油位线上，油量要充分。确认制动器单元的阀门应该全部处于正常位置。
2.1.3 机车车顶检查
打开机车的车顶门锁，使用梯子经车顶门上机车车顶。司乘人员上、下顶盖时要打开或关闭机械室天窗，为了确保安全，设置了高压互锁功能。高压接地开关QS10上配有一把蓝色钥匙和两把黄色钥匙，其中蓝色钥匙可以控制受电弓的升弓气路，黄色钥匙可以打开机械室天窗或高压电器柜门，通过他们与接地开关的连锁控制，实现HXD3型电力机车的高压电气安全互锁功能。
机车正常运行时，高压接地开关QS10置运行位，此时蓝色钥匙可以拔出，插入管路柜上的升弓气路阀，保证受电弓的气路连通，同时QS10的辅助连锁触点闭合（信号425得电），为主断路器闭合提供了必要条件。
机车需要打开顶盖或电器柜柜门进行检修时，首先断开主断路器并降弓，然后将空气管路柜上的蓝色钥匙旋转拔除，切断升弓气路；将蓝色钥匙插入接地开关QS10并向右旋转，然后将接地开关旋至接地位，保证车顶设备可靠接地，此时旋转黄色钥匙并拔出，可以打开车顶盖或高压电器柜门。
注意：需要特别注意的是，出于安全上考虑，在通电状态下车顶门禁止打开。必须在停电的状态或者架线可靠接地后，作业者确保自身的安全后再作业。
确认受电弓的滑动板无变形和异常磨损、且没有达到磨损限度，确认受电弓的动作良好。
另外，确认各个设备、导体的安装牢固正常，没有松动，绝缘瓷管类无明显的损伤。
2.2 机车起动前的准备
2.2.1 将控制电器柜里的控制电路接地空气断路器(QA59)、蓄电池输出空气断路器(QA61)闭合此时，电器控制柜和驾驶台的控制电压表显示应大于98V。再将其它与机车运行相关的空气断路器闭合。
注意：正常情况下，低温预热开关QA56不允许闭合,否则会造成蓄电池溃电。只限在环境温度太低，机车各系统出现故障无法保证机车正常起机的情况下，才闭合空气断路器QA56,同时闭合交流加热空气断路器QA72,此时机车首先使用蓄电池对机车110V电源装置、LC滤波装置、TCMS与APU加热，当机车可以正常升弓合主断后，机车就转由交流110V电源对整车进行低温加热。
2.2.2 将司机钥匙插入操纵台电源扳键开关SA49(或SA50)，旋转至起动位置，设定机车的操控端驾驶台。此时，驾驶台故障显示屏上“微机正常”、“主断路器断开”、“零位”、“欠
压”、“主变流器”、“辅变流器”、“水泵”、“油泵”、“牵引风机”、“冷却风机”等显示灯亮。TCMS经过初始化，进入牵引/制动画面，显示“原边电压”、“原边电流”、“控制电压”、“ 机车各轴牵引力”、“主断分/合”等机车状态信息，故障显示区可以显示主变压器、主辅变流器、各辅助电机的故障信息，如果故障解除，故障信息画面将消失。触摸操纵屏幕按钮，可切换为其他状态画面。例如，主变流器/牵引电动机画面、开关状态画面、通风机状态画面、辅助电源画面、故障记录画面等等，能够调查机车的各个电力设备的详细相关信息。
机车操纵端一经设定，即使另一端的电钥匙状态为“ON”，其操作也会被判定为无效，无法进行操纵。同时，一台机车只配备一把钥匙，以防止I 端和 II 端的钥匙开关同时处在“ON”状态。
2.3 升弓、合主断以及各辅助电动机的起动
2.3.1 升弓前，首先需确定总风缸压力在480kPa以上。若不满足，到空气管路柜前查看辅助风缸压力表。若显示的风缸压力值低于480kPa，则按下控制电气柜里的辅助压缩机起动按钮，辅助空气压缩机起动，待辅助风缸的气压上升到735kPa时，辅助空气压缩机自动停止。
注意：为防止损坏辅助压缩机，辅助压缩机打风时间不得超过10分钟，若超过需要人为断开自动开关QA51和QA45，来切断辅助压缩机回路，需间隔30分钟再投入使用。
2.3.2 当机车需要升后弓时，将受电弓手柄开关[SB41(或SB42)]置于“后位”后，位于前进方向后面的受电弓升起。弓网接触后，两端操纵台上的网压表显示网压（1次）的同时，在电脑显示屏上也显示了网压（1次）和受电弓升起。
2.3.3 将驾驶台上的主断路器开关[SB43(或SB44)]置于「ON」位置，主断路器接通，此时驾驶台上故障显示灯中的“主断开”显示灯灭。微机监控器的“主断合”灯亮。
2.3.4 主断路器闭合后，辅助电源装置APU2开始运行，油泵、水泵、辅助电源装置用通风机等分别开始工作。
2.3.5 将主空气压缩机扳键开关SB45(或SB46)置于“压缩机”位。当总风缸压力低于750kPa 时，两个空气压缩机依次起动，当总风缸压力升至900±20kPa时，空气压缩机自动停止工作。当风压降至825kPa时，只有靠近操纵端的空气压缩机工作。将主空气压缩机扳键开关[SB45(或SB46)]置于“强泵”位，空气压缩机1、2起动。此时，不受总风缸压力继电器控制，待总风缸压力上升至950±20kPa时，高压安全阀运作，不断排风，所以相当于人为断开“强泵”扳键开关。
2.3.6 将主控制器换向手柄由“0”位转换为前进或后退，此时辅助电源装置APU1开始工作，牵引电动机用通风机、复合冷却器用通风机均采用软起动方式投入工作。
2.5 机车的起动操作
2.5.1 机车起动前需先确认以下几项：
2.5.1.1 停车制动器应为缓解态。停车制动作用时，驾驶台的故障显示屏显示“停车制动”。停车制动作用时，解除驾驶台的中央操作面板上的停车制动操作开关。（此开关可自动复位）
2.5.1.2 总风缸压力应在470kPa以上。
2.5.1.3 空气制动处于缓解状态。
2.5.1.4 电网压表显示数值为25KV左右，控制电压为110V。
2.5.1.5 确认辅助电源装置工作正常，无故障。
2.5.2 主控制器换向手柄的操作
将主控制器的换向手柄打至：“向前”或“向后”位，辅助电源装置APU1工作，牵引电动机用通风机及复合冷却器用通风机均采用软起动方式开始工作。同时，主变流器的充电接触器、工作接触器相继转为“起动”状态，当主变流器中间回路电压高于36V时，，主电流器“预备”指示灯亮，当调速手柄离开零位，主电流器“预备”指示灯灭。
2.5.3 主控制器调速手柄的操作
将调速手柄由“0”位进到牵引位，主驾驶台故障显示屏上“零位”显示灯灭、机车进入牵引状态。
注意：调速手柄可在1～13级位范围内任意选择。级位已设定成可连续控制。司机将调速手柄逐渐移至所需级位，机车遵循该级位的特性曲线，实现在准恒力范围内的运行。
2.6 机车的准恒速运行
2.6.1 机车根据调速手柄的位置设定目标速度，按照准恒速特性来控制。
2.6.2 机车的速度从速度范围的最低值缓慢行驶，为了达到设定的速度，发挥牵引力。2.6.3 当机车速度接近设定的目标速度范围时，牵引电动机的牵引力自动减小。
2.6.4 当机车速度达到目标速度时，牵引电动机的牵引力为0。
2.6.4.1 当线路条件发生变化时，机车的速度降低后，为维持目标速度，开始再次牵引。
2.6.4.2 如果机车进入下坡线路时，机车的速度就会上升，需将调速手柄回复“0”位，并采取必要的措施，通过电气制动器或者空气制动器，调整列车速度。
2.7 电气制动操作
2.7.1 机车可以方便地使用电气制动器。
2.7.2 速度调节手柄从“0”位置推到制动位置，电气制动开始作用。
2.7.3 当机车处于定速控制，机车速度比目标速度低时，电气制动不起作用。
2.7.4 当机车处于定速控制，机车速度比目标速度高时，电气制动起作用，以维持目标速度。
2.8 定速控制操作方法
当机车速度大于或等于15km/h。且机车未实施空气制动时，按下“定速”按钮[SB69(或SB70)]后，当时的机车运行速度被认定为“目标速度”，机车进入“定速控制”状态。
2.8.1 当机车的实际速度高于“目标速度＋2km/h”时，微机控制系统(TCMS)发出指令，机车进入电制动状态，电制动力遵循机车速度—制动力特性(即机车电制动特性曲线)变化增大。当机车的实际速度降至“目标速度＋1km/h”时，电力制动力为0。
2.8.2 当机车的实际速度低于“目标速度－2km/h”时，TCMS自动控制机车进入牵引状态，牵引力遵循速度—牵引力特性关系增大。当机车的实际速度加大到“目标速度－1km/h”时，牵引力为0。
2.8.3 机车进入“定速控制”状态，若司控制器调速手柄级位变化超过一个级位以上，则机车的“定速控制”状态自动解除。
2.9 机车过分相时的控制操作
机车有半自动过分相和全自动过分相两种方式。
半自动情况下，当运行机车接近分相区时，司控器手柄回零并人为按下“过分相”按钮，机车的主断路器断开，受电弓仍然升起。通过分相区后，机车的微机控制系统(TCMS)检测到网压后，经过一定时间后自动合主断，重新起动辅助电源装置、主变流器，控制主变流器的输出电压、输出电流，从而控制牵引电动机的牵引力，使机车恢复至过分相前的状态。
机车自动过分相信号的感应、处理，由地面磁感应器、车载感应器和车感信号处理装置共同完成。机车通过分相区时，如果运行的线路区段在分相区前后装有地面感应器，机车全自动过分相检测装置将起作用。该装置通过向微机控制系统提供过分相区的信息：预告信号、恢复信号499、强迫信号498，保证机车每次通过分相区时，司机不需要做任何操纵，机车微机控制系统即可自动跳主断，待通过分相区后，又能自动合主断，并保证机车恢复至通过分相区前的运行状态。从而实现电力机车通过分相区时操作的自动化，大大的减轻了乘务员的工作强度。
2.10 故障排除运行
当机车的主要设备发生故障时，微机显示屏的故障信息显示区显示相应故障。司机可根据故障信息的显示及处置方式，进行相应的故障隔离或排除操作。
2.10.1 微机控制柜TCMS的冗于控制
微机控制柜中有2组完全相同的控制单元设备。一组称为主控设备(MASTER)，另一组称为辅助控制设备(SLA VE)。在微机控制系统TCMS正常运行的条件下，主控单元工作，辅助控制设备为通电热备状态。主控单元发生故障时，辅助控制设备即刻自动投入使用。
2.10.2 牵引电动机、主变流器故障隔离运行
机车主电路采用6组主变流器，分别向6台牵引电动机独立供电。每三组主变流器和一组辅助电源装置收纳在一个变流器柜里，不过各个装置相互独立。因此，当发现某一牵引电动机或其对应主变流器单元发生故障时，可以通过微机显示屏隔离相应的故障部位。在这种情况下，先将微机显示屏设定为故障隔离画面，选择画面上相关部位，然后，按下画面的隔离按钮，这时所选部位的显示变为“隔离”，机车隔离故障部位，继续运行。
2.10.3 DC110V电源装置故障时的隔离驾驶
DC110V充电电源模块PSU含两组电源，通常只有一组电源工作，故障发生时另外一组电源自动启动，供给负载电源。
机车控制电源的核心是DC110V充电电源屏PSU。机车110V控制电源采用的是高频电源模块与蓄电池并联，共同输出的工作方式，再通过自动开关分别送到各条支路，如微机控制、机车控制、主变流器、辅助变流器、车内照明、车外照明等。
PSU的输入电源来自UA11或UA12的中间回路电源，当UA11和UA12均正常时，由UA12向PSU 输入DC750V电源，当UA12故障时，转由UA11向PSU 输入DC750V 电源。
电源屏上设有两个转换开关SW1和SW2，其中SW1有两档，“TCMS”和“手动控制” ，SW2也有两档，“电源1”和“电源2” ，其中“TCMS”档表示由微机自动控制，奇数日，电源2工作，偶数日，电源1工作，如果其中一组电源出现故障，可自动切换；“手动控制”表示人为设定，如果SW2置“电源1”，表示电源1工作，如果SW2置“电源2”，表示电源2工作，如果在手动状态下，电源出现故障，不能自动切换。
2.10.4 辅助电源装置断开时的运行
机车设有两套辅助电源装置APU1和APU2,其输出方式既可以选择变压变频(VVVF)方式，也可以选择恒压恒频(CVCF)方式，以满足不同负载的需要。辅助变流系统正常工作时，将所有泵类负载如压缩机、油泵、空调机组由辅助变流器APU2供电，采用CVCF方式；而
所有风机类负载如牵引风机、冷却塔风机等，由辅助变流器APU1供电，采用VVVF方式；当任何一组辅助变流器出现故障时，通过微机控制监视系统的信息传递和故障切换，可以实现由另一组辅助变流器以CVCF方式对全部辅助机组供电，完成了机车辅助变流系统的冗余控制，提高了机车辅助变流系统的可靠性。
2.10.5 发生接地事故时主变流器、辅助变流器装置隔离驾驶
控制电器柜内分别设有主电路和辅助电路的接地故障隔离开关。机车主电路或辅助电路发生接地现象时，机车的接地保护装置动作，微机显示屏会显示接地故障信息。司机可
将故障支路的主变流器或辅助变流器切除，继续维持机车运行，回段后再作处理。若确认只有一点接地，也可将控制电器柜上对应的接地开关打至“中立位”，继续维持机车运行，回段后再作处理。发生此种情况时，司机应加强监控，防止接地故障进一步扩大。
2.10.6 辅助电动机隔离运行
机车上各辅助电动机电路均安装有空气断路器进行过流和过载保护。当某一辅助电动机发生过流过载时，其对应的空气断路器将断开，实施保护。
机车辅助电动机在故障运行时应注意以下几点：
2.10.6.1 若列车运行时仅一台空气压缩机工作运转(当任一APU故障时，只有靠近操纵端的压缩机工作)由于充气所需的时间很长，为保证主储气罐的压力不显著下降，运用时要注意。
2.10.6.2 当牵引电动机通风机发生故障隔离时，只有对应的主变流器和牵引电动机停止工作。
2.10.6.3 复合冷却器用通风机发生故障时，其对应的3组主变流器单元和三台牵引电动机全部停止工作。
2.10.6.4 主变压器用油泵发生故障隔离时，对应的3组主变流器设备和三台牵引电动机全部停止工作。
2.10.7 受电弓断开运行
2.10.7.1 受电弓升弓气路发生故障时，让该受电弓降下，并将侧墙升弓气路板上的阀门关闭，切断该受电弓的气路。
2.10.7.2 一组受电弓损坏且存在接地故障的情况下，将控制电器柜上的转换开关SA96打至相应隔离位，将车顶上相应受电弓的高压隔离开关QS1或QS2断开，该受电弓被隔离，机车需要升起另一组受电弓，继续维持运行，回段后再做处理。
2.11 紧急时按下驾驶台的紧急开关(红色按钮)，分主断，起用紧急制动。
2.12 结束运行操作
运行结束、离开机车前需完成以下操作：
2.12.1 将主控制器的换向手柄复至“0”位。
2.12.2 断开主电力断路器，降弓。
2.12.3 关闭驾驶台所有开关，取下司机钥匙。
2.12.4 将停车制动器置于制动状态。（将驾驶台中央控制面板上的停车制动开关设定为制动。停车制动起动，驾驶台故障表示灯中停车制动灯亮）
2.12.5 关掉电器控制柜的蓄电池塑壳断路器空气断路器(QA61)。
详细步骤MATLAB车辆两自由度操纵稳定性模型分析
基于MATLAB的车辆两自由度操纵稳定性模型及分析 汽车操纵稳定性是汽车高速安全行驶的生命线，是汽车主动安全性的重要因素之一；汽车操纵稳定性一直汽车整车性能研究领域的重要课题。本文采用MATLAB仿真建立了汽车二自由度动力学模型，通过仿真分析了不同车速、不同质量和不同侧偏刚度对汽车操纵稳定性的影响。研究表明，降低汽车行驶速度，增加前后轮侧偏刚度和减小汽车质量可以减小质心侧偏角，使固有圆频率增加降低行驶车速还可以使阻尼比增加，超调量及稳定时间减少。 车辆操纵稳定性评价主要有客观评价和主观评价俩种方法。客观评价是通过标准实验得到汽车状态量，再计算汽车操纵稳定性的评价指标，这可通过实车实验和模拟仿真完成，在车辆开发初期可通过车辆动力仿真进行车辆操纵稳定性研究。 1二自由度汽车模 为了便于掌握操纵稳定性的基本特性，对汽车简化为线性二自由度的汽车模型，忽略转向系统的影响，直接一前轮转角作为输入；忽略悬架的作用，认为汽车车厢只作用于地面的平面运动。
2 运动学分析 确定汽车质心的（绝对）加速度在车辆坐标系的分量 和。Ox 与Oy 为车辆坐标系的纵轴与横轴。质心速度 与t 时刻在Ox 轴上 的分量为u ，在oy 轴上的分量为v 。 2.1 沿Ox 轴速度分量的变化为： ()()cos sin cos cos sin sin u u u v v u u u v v θθ θθθθ+??--+??=?+??---?? 考虑到很小并忽略二阶微量，上式变成： 除以并取极限，便 是汽车质心绝对加速度在车辆坐标系。
沿Ox 轴速度分量的变化为: u x r d d v u v dt dt a θω=-=- 同理，汽车质心绝对加速度沿横轴oy 上的分量为：y r v u a ω=+ 2.2 二自由度动力学方程 二自由度汽车受到的外力沿y 轴方向的合力与绕质心的力矩和为: 12 12cos a cos Y Y Y Z Y Y b F F F M F F δδ=+=-∑∑ 式中，,为地面对前后轮的侧向反作用力；为前轮转角。 考虑到很小，上式可以写上： 11221122 a Y Z b k k F k k M αα αα=+=-∑∑ 根据坐标系的规定，前后侧偏角为： ()12r r r a u v b b u u δξβδβωαωωα=--=+ --==- 由此，可以列出外力，外力矩与汽车参数的关系式为： 1212r r Y r r Z a b u u a b a b u u k k F k k M βδββδβωωωω????=+-+- ? ?????????=+--- ? ????? ∑∑ 所以，二自由度汽车的运动微分方程为： ()1212r r r r r z r a b m v u u u a b a b u u k k k k I βδββδβωωωωωω????+-+-=+ ? ?????????+---= ? ???? ? 上式可以变形为：
转向系主要性能参数及对汽车操纵稳定性的影响
第五章 汽车转向系设计 转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。 机械转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。有些汽车还装有防伤机构和转向减振器。采用动力转向的汽车还装有动力系统，并借助此系统来减轻驾驶员的手力。 对转向系提出的要求有： 1)汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。任何车轮不应有侧滑。不满足 2)汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。 3)汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动。 4)转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。 5)保证汽车有较高的机动性 6)操纵轻便。具有迅速和小转弯行驶能力。 7)转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。 8)转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。 9)在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 10)进行运动校核，保证转向盘与转向轮转动方向一致。 正确设计转向梯形机构，可以使第一项要求得到保证。转向系中设置有转向减振器时，能够防止转向轮产生自振，同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低。为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，并要达到按前外轮车轮轨迹计算，其最小转弯半径能达到汽车轴距的2～2.5倍。通常用转向时驾驶员作用在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价操纵轻便性。没有装置动力转向的轿车，在行驶中转向，此力应为50～100N ；有动力转向时，此力在20～50N 。当货车从直线行驶状态，以 10km ／h 速度在柏油或水泥的水平路段上转入沿半径为12m 的圆周行驶，且路面干燥，若转向系内没有装动力转向器，上述切向力不得超过250N ；有动力转向器时，不得超过120N 。轿车转向盘从中间位置转到每一端的圈数不得超过2.0圈，货车则要求不超过3.0圈。 近年来，电动、电控动力转向器已得到较快发展，不久的将来可以转入商品装车使用。电控动力转向可以实现在各种行驶条件下转动转向盘的力都轻便。 5.1转向系主要性能参数及对汽车操纵稳定性的影响 转向系的主要性能有转向系的效率、转向系的角传动比与力传动比、转向器传动副的传动间隙特性、转向系的刚度以及转向盘的总转动圈数。 5.1.1转向系的效率 转向系的效率0η由转向器的效率η和转向操纵及传动机构的效率' η决定，即 '0ηηη?= 转向器的效率η又有正效率+η和?η之分。转向摇臂轴输出的功率（21P P ?）与转向
ZEMAX优化操作数
ZEMAX优化操作数 ZEMAX Merit Function,是在网上下下来的一个word文档，觉得蛮好的，一般用到的好像就是EFFL。呵呵，这个收集下，以后有用。 一阶光学性能 1. EFFL 透镜单元的有效焦距 2. AXCL 透镜单元的轴向色差 3. LACL 透镜单元的垂轴色差 4. PIMH 规定波长的近轴像高 5. PMAG 近轴放大率 6. AMAG 角放大率 7. ENPP 透镜单元入瞳位置 8. EXPP透镜单元出瞳位置 9. PETZ 透镜单元的PETZVAL半径 10. PETC反向透镜单元的PETZVAL半径 11. LINV 透镜单元的拉格朗日不变量 12. WFNO 像空间F/# 13. POWR 指定表面的权重 14. EPDI 透镜单元的入瞳直径
15. ISFN 像空间F/# (近轴) 16. OBSN 物空间数值孔径 17. EFLX “X”向有效焦距 18. EFLY “Y”向有效焦距 19. SFNO 弧矢有效F/# 像差 1. SPHA 在规定面出的波球差分布（0则计算全局） 2. COMA 透过面慧差（3阶近轴） 3. ASTI 透过面像散（3阶近轴） 4. FCUR透过面场曲（3阶近轴） 5. DIST透过面波畸变（3阶近轴） 6. DIMX 畸变最大值 7. AXCL 轴像色差(近轴) 8. LACL 垂轴色差 9. TRAR 径像像对于主光线的横向像差 10. TRAX “X”向横向色差 11. TRAY “Y”向横向色差
12. TRAI 规定面上的径像横向像差 13. TRAC径像像对于质心的横向像差 14. OPDC 主光线光程差 15. OPDX 衍射面心光程差 16. PETZ 透镜单元的PETZVAL半径 17. PETC反向透镜单元的PETZVAL半径 18. RSCH 主光线的RMS光斑尺寸 19. RSCE 类RSCH 20. RWCH主光线的RMS波前偏差 21. RWCE衍射面心的RMS波前偏差 22. ANAR像差测试 23. ZERN Zernike系数 24. RSRE 几何像点的RMS点尺寸（质心参考） 25. RSRH 类同RSRE（主光线参考） 26. RWRE类同RSRE（波前偏差） 27. TRAD “X”像TRAR比较 28. TRAE “Y”像TRAR比较 29. TRCX 像面子午像差”X”向（质心基准）
adams整车操纵稳定性报告材料
目录 1任务来源 (1) 2分析目的 (1) 3模型建立 (1) 3.1整车模型的简化 (1) 3.2各子系统的简化 (1) 3.3各部件之间的运动副的施加 (10) 4前悬架轮跳仿真 (12) 5操纵稳定性分析 (16) 5.1操纵稳定性的目的与意义 (16) 5.2转向盘角阶跃仿真试验 (17) 5.3稳态回转的评价 (21) 5.4转向盘角脉冲输入试验评价 (25) 5.5转向轻便性实验： (29) 5.6转向回正性 (31) 5.7蛇形实验 (32) 6结论 (35)
1.任务来源 根据QQ车型协议书及相关输出要求，需要对QQ车操纵稳定性能进行运动学仿真分析。 2分析目的 汽车操纵稳定性是汽车的重要性能之一，通过ADAMS软件进行仿真分析，依据国家标准对QQ车的操控性能进行评分，从而对QQ整车的操控性能进行合理的评价，为设计部门提供参考。 3模型建立 3.1整车模型的简化 汽车是一个极其复杂的多体系统，要将每个零部件纳入到仿真模型中进行计算是不必要的，同时也是对计算资源的一种浪费，仿真技术一直以来只是考虑所关心的部分，对不关心的部分或对整个仿真过程影响很小的部分，一般是忽略，车辆的动力学仿真模型也同样沿用了这种思路。在ADAMS的动力学模型中，对无相对运动关系的两个部件处理为一个部件，ADAMS是一个多刚体动力学分析软件，其将变形对分析结果影响不太重要的部件一律按刚体处理，刚体计算只考虑质量特性与连接关系，刚体的形状对分析无影响。 1.除轮胎，阻尼元件，弹性元件外，其余部件全部采用刚体，为操纵稳定性及平顺性分 析所建立的动力学分析模型主要是考虑底盘各个系统之间的运动关系，对车身简化为一刚性球体。板簧与横向稳定杆等弹性元件采用柔性体处理。 2.发动机采用ADAMS自带的发动机模块，动力传动系统考虑的是半轴之后的部分。 3.底盘与车身或车架连接部分全部采用衬套连接。 3.2各子系统的简化 本次分析在ADAMS/CAR中建立得整车模型主要包括以下几个子系统：前悬架、后悬架、前轮胎、后轮胎、转向系统、动力系统、制动系统、车身。 3.2.1 前悬架系统 QQ的前悬系统是应用广泛的麦弗逊悬架，在ADAMS/CAR中，有自带的麦弗逊悬架模板，所以，在本次分析的前悬架建模过程中，将模板中的硬点数据替换为QQ的前悬硬点，即可得到所需的前悬架。简化后的前悬架系统如图：
汽车理论课后习题答案 第五章 汽车的操纵稳定性
第 五 章 5．1一轿车(每个)前轮胎的侧偏刚度为-50176N ／rad 、外倾刚度为-7665N ／rad 。若轿车向左转弯，将使两前轮均产生正的外倾角，其大小为40。设侧偏刚度与外倾刚度均不受左、右轮载荷转移的影响．试求由外倾角引起的前轮侧偏角。 答： 由题意：F Y =k α+k γγ=0 故由外倾角引起的前轮侧偏角： α=- k γγ/k=-7665?4/-50176=0.6110 5．2 6450轻型客车在试验中发现过多转向和中性转向现象，工程师们在前悬架上加装前横向稳定杆以提高前悬架的侧倾角刚度，结果汽车的转向特性变为不足转向。试分析其理论根据(要求有必要的公式和曲线)。 答： 稳定性系数：??? ? ??-=122k b k a L m K 1k 、2k 变化， 原来K ≤0,现在K>0,即变为不足转向。 5．3汽车的稳态响应有哪几种类型?表征稳态响应的具体参数有哪些?它们彼此之间的关系如何(要求有必要的公式和曲线)？ 答： 汽车稳态响应有三种类型 ：中性转向、不足转向、过多转向。 几个表征稳态转向的参数： 1．前后轮侧偏角绝对值之差(α1-α2); 2. 转向半径的比R/R 0;
3．静态储备系数S.M. 彼此之间的关系见参考书公式（5-13）（5-16）（5-17）。 5．4举出三种表示汽车稳态转向特性的方法，并说明汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移如何影响稳态转向特性？ 答：方法： 1.α1-α2 >0时为不足转向，α1-α2 =0时 为中性转向，α1-α2 <0时为过多转向； 2. R/R0>1时为不足转向，R/R0=1时为中性转向， R/R0<1时为过多转向； 3 .S.M.>0时为不足转向，S.M.=0时为中性转向， S.M.<0时为过多转向。 汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移使得汽车质心至前后轴距离a、b发生变化，K也发生变化。 5．5汽车转弯时车轮行驶阻力是否与直线行驶时一样？ 答：否，因转弯时车轮受到的侧偏力，轮胎产生侧偏现象，行驶阻力不一样。 5．6主销内倾角和后倾角的功能有何不同? 答：主销外倾角可以产生回正力矩，保证汽车直线行驶；主销内倾角除产生回正力矩外，还有使得转向轻便的功能。 5．7横向稳定杆起什么作用?为什么有的车装在前恳架，有的装在后悬架，有的前后都装？ 答：横向稳定杆用以提高悬架的侧倾角刚度。
ZEMAX优化函数结构浅探
ZEMAX 优化函数结构浅探 公安部第一研究所 许正光 各种光学自动软件最终都归结到优化函数结构和优化过程算法的问题。最近，本人在使用ZEMAX 过程中，仔细分析了一下构成ZEMAX 软件的优化函数构成以及优化过程算法，有些心得，留给入门的朋友们共享。 一、 优化函数结构 凡使用过SOD88软件(北京理工大学光电工程系开发)或者ZEMAX 、CODEV 的设计人员都知道，优化的参数包括以下几个种类：光学特性参数，例如焦距、入瞳距离、成像尺寸或者物高、物距，镜片间空气间距、镜片厚度等等；像质参数，例如畸变、场曲、彗差等等。ZEMAX 将所有这些要求达到的目标都作为一个优化元附加一定的权重系数组成一个优化函数，并且通过改变结构参数使得这个优化函数趋向最小。 数学表达式为： ()21/20()i i F σαα=∑- ，其中i σ为各个优化元的权重系数，i α为系统结构参数光学追迹出来的各个优化元，例如焦距、畸变、彗差等等，0α为该优化元的目标值。 优化过程有局部优化和全局优化两种。局部优化是指，通过改变系统结构参数的数值(半径、厚度、光学玻璃材料)计算出各个优化元的数值，然后构成整个优化函数的值的计算过程。该过程的思路是解决当前状态已经处于“U ”型中的某个位置，迫使其落到“U ”中间的最小位置。 全局优化和局部优化不同的是，优化过程类似于一个搜索过程，这个搜索过程在结构参数限定的某个区域内进行优化，优化函数可能经历若干过波峰和波谷(多个极值之间)进行。由于采用的方法不同，构成了多种全局优化算法。全局优化能够避开某个局部极值寻找到更加优良的结构形式，使得光学设计距离完全自动化更进了一步。当然，目前的各种算法都还有一定局限性，例如搜索能力强度、计算复杂程度，由此影响计算速度、计算资源需求量以及误差累计造成的准确度等等问题。 但是不管怎么样，现有的几种光学设计软件基于现有的高度发达计算机水平、光学设计发展水平和数学优化算法等，已经能够很好的满足具有一定光学设计经验知识的设计者们。 二、 ZEMAX 的缺省优化函数结构 入门的光学设计者通常知道在进行结构优化时选用default 缺省的优化函数，然后加入少量的优化目标例如焦距来进行优化分析，但是对于这个缺省结构怎么构成的常常缺乏深入分析，这在一定程度上限制了我们进一步充分利用软件优化能力的水平发挥。 实际上，缺省函数的构成结构并不复杂，它和ZEMAX 提供给设计人员的“Default Merit Function(缺省优化函数)”紧密相关。如下图所示。 第一行中的“Optimization Function and Reference (优化函数和参数方式)”。他的主要思想是：从某个视场代表物点发出若干条光线，在像面上有一个分布形式，按照各个象差的定义进行象差数值计算。第一个框中有“RMS(方均根)”和“PTV(峰谷差)”，第二个框中有差值计算的各种依据：WaveFront(波前)、Spot Radius(像点尺寸)、Spot X(X 方向度量尺寸)、
汽车操纵稳定性实验指导书
汽车操纵稳定性实验指导书 课程编号： 课程名称： 实验一汽车转向轻便性实验 实验目的 汽车的转向轻便性和操纵稳定性是现代汽车重要的使用性能，通过对实验了解和掌握测试系统的安装调试、基本实验方法并学会数据处理和运用理论知识对汽车操纵稳定性研究、评价。以培养学生解决实际工程问题的能力。 二、实验的主要内容 了解测试系统的组成和测试原理，汽车转向轻便性实验的数据的实时采集和处理。测定汽车在低速大转角时的转向轻便性，与操纵稳定性其他试验项目一起，共同评价汽车的操纵稳定性。 采集测量变量及参数 方向盘转角； 方向盘力矩； 方向盘直径。 三、实验设备和工具 1．测量仪器 汽车方向盘转角——力矩传感器 汽车操纵稳定性数据采集和分析仪 2．实验车辆 小型客车一辆 3．标明试验路径的标桩16个。 四、实验原理 测定汽车在道路上进行转向行驶时，驾驶员作用在方向盘上的力矩和方向盘转角的变化关系评价汽车的转向操纵性能 验方法和步骤 1．实验准备 试验场地应为干燥、平坦而清洁的水泥或柏油路面。任意方向上的坡度不大于2％。在试验场地上，用明显颜色画出双纽线路径（图1），双纽线轨迹的极坐标方程为： 为：轨迹上任意点的曲率半径R
°时，双纽线顶点的曲率半径为最小值，即=0Ψ 当． 双纫线的最小曲率半径（m）应按试验汽车的最小转弯半径（m）乘以倍，并圆整到比此乘积大的一个整数来确定。并据此画出双纽线，在双纽线最宽处、顶点和中点（即结点）的路径两侧共放置16个标桩（图1）。标桩与试验路径中心线的距离，按汽车的轴距确：定，当试验汽车轴距大于时，为车宽一半加50cm，当试验汽车轴距小于或等于2m时，为车宽一半加30cm。 图1 双纽线路径示意图 2．试验方法 2．1接通仪器电源，使之预热到正常工作温度。 2．2汽车以低速直线滑行，驾驶员松开方向盘，停车后，记录方向盘中间位置及方向盘力矩零线。 2．3驾驶员操纵方向盘使汽车沿双纽线路径行驶。车速为10土1km／h。待车速稳定后，开始记录方向盘转角及力矩，并记录（或显示）车速作为监督参数，直到汽车绕双纽线行驶满三周。 3．数据处理 3．1根据记录的方向盘转角及方向盘力矩，按双纽线路径每一周整理成图2所示的M—θ曲线，并计算以下参数： 3．1．1方向盘最大力矩，用下式计算： 式中：Mmax——方向盘最大力矩，N·m； 3．1．2方向盘最大作用力，用下式计算：
汽车操纵稳定性
第5章汽车的操纵稳定性 学习目标 通过本章的学习，应掌握汽车行驶的纵向和横向稳定性条件；掌握车辆坐标系的有关术语，了解影响侧偏特性的因素，掌握轮胎回正力矩与侧偏特性的关系；熟练掌握汽车的稳态转向特性及其影响因素；了解汽车转向轮的振动和操纵稳定性的道路试验内容。 汽车在其行驶过程中，会碰到各种复杂的情况，有时沿直线行驶，有时沿曲线行驶。在出现意外情况时，驾驶员还要作出紧急的转向操作，以求避免事故。此外，汽车还要经受来自地面不平、坡道、大风等各种外部因素的干扰。一辆操纵性能良好的汽车必须具备以下的能力： （1）根据道路、地形和交通情况的限制，汽车能够正确地遵循驾驶员通过操纵机构所给定的方向行驶的能力——汽车的操纵性。 （2）汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰，并保持稳定行驶的能力——汽车的稳定性。 操纵性和稳定性有紧密的关系：操纵性差，导致汽车侧滑、倾覆，汽车的稳定性就破坏了。如稳定性差，则会失去操纵性，因此，通常将两者统称为汽车的操纵稳定性。 汽车的操纵稳定性，是汽车的主要使用性能之一，随着汽车平均速度的提高，操纵稳定性显得越来越重要。它不仅影响着汽车的行驶安全，而且与运输生产率与驾驶员的疲劳强度有关。 节汽车行驶的纵向和横向稳定性 5.1.1 汽车行驶的纵向稳定性 汽车在纵向坡道上行驶，例如等速上坡，随着道路坡度增大，前轮的地面法向反作用力不断减小。当道路坡度大到一定程度时，前轮的地面法向反作用力为零。在这样的坡度下，汽车将失去操纵性，并可能产生纵向翻倒。汽车上坡时，坡度阻力随坡度的增大而增加，在坡度大到一定程度时，为克服坡度阻力所需的驱动力超过附着力时，驱动轮将滑转。这两种情况均使汽车的行驶稳定性遭到破坏。 图汽车上坡时的受力图 图为汽车上坡时的受力图，如汽车在硬路面上以较低的速度上坡，空气阻力 w F可以忽略不计，由于剩余驱动力用于等速爬坡，即汽车的加速阻力0 = j F，加速阻力矩0 = j M，而车轮的滚动阻力矩 f M的数值相对来说比较小，可不计入。 分别对前轮着地点及后轮着地点取力矩，经整理后可得 ? ? ? ?? ? ? = + - = - - sin cos sin cos 2 1 L G h aG Z L G h bG Z g g α α α α （） 当前轮的径向反作用力0 1 = Z时，即汽车上陡坡时发生绕后轴翻车的情况，由式可得
zemax优化操作函数汇总
优化函数 1、像差 SPHA(球差)：surf表面编号/wave波长/target设定目标值/weight权重 指定表面产生的球差贡献值，以波长表示。如果表面编号值为零，则为整个系统的总和 COMA(彗差) ：surf表面编号/wave波长/target设定目标值/weight权重 指定表面产生的贡献值，以波长表示。如果表面编号值为0，则是针对整个系统。这是 由塞得和数计算得到的第三级彗差，对非近轴系统无效. ASTI(像散)：指定表面产生像散的贡献值，以波长表示。如果表面编号值为0，则是针对整个系统。这是由塞得和数计算得到的第三级色散，对非近轴系统无效 FCUR(场曲)：指定表面产生的场曲贡献值，以波长表示。如果表面编号值为0，则是计算整个系统的场曲。这是由塞得系数计算出的第三级场曲，对非近轴系统无效. DIST(畸变)：指定表面产生的畸变贡献值，以波长表示。如果表面编号值为0，则使用整个系统。同样，如果表面编号值为0，则畸变以百分数形式给出。这是由塞得系数计算出的第三级畸变，对与非近轴系统无效. DIMX(最大畸变值)：它与DIST 相似，只不过它仅规定了畸变的绝对值的上限。视场的整数编号可以是0，这说明使用最大的视场坐标，也可以是任何有效的视场编号。注意，最大的畸变不一定总是在最大视场处产生。得到的值总是以百分数为单位，以系统作为一个整体。这个操作数对于非旋转对称系统可能无效。 AXCL(轴向色差)：以镜头长度单位为单位的轴向色差。这是两种定义的最边缘的波长的理想焦面的间隔。这个距离是沿着Z 轴测量的。对非近轴系统无效. LACL(垂轴色差)：这是定义的两种极端波长的主光线截点的y方向的距离。对于非近轴系统无效TRAR(垂轴像差)：在像面半径方向测定的相对于主光线的垂轴像差. TRAX(x方向垂轴像差)：在像面x方向测定的相对于主光线的垂轴像差 TRAY(Y方向垂轴像差)：在像面Y方向测定的相对于主光线的垂轴像差 TRAI(垂轴像差)：在指定表面半口径方向测定的相对于主光线的垂轴像差.类似于TRAR，只不过是针对一个表面，而不是指定的像面. OPDC(光程差)：指定波长的主光线的光程差. PETZ(匹兹伐曲率半径)：以镜头长度单位表示,对非近轴系统无效 PETC(匹兹伐曲率)：以镜头长度单位的倒数表示,对非近轴系统无效 RSCH：相对于主光线的RMS 斑点尺寸（光线像差）。 RSCE：环带波长Hx，Hy，以镜头长度单位测量的，相对于几何像质心的RMS 斑点尺寸（光线像差）。这个操作数类似于RSCH，只不过参考点是像质心，而不是主光线。详细内容可参见RSCH。!R0Y}N ~Q
同济汽车操纵稳定性实验报告新终审稿)
同济汽车操纵稳定性实 验报告新 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
《汽车平顺性和操作稳定性》实验报告 学院（系）汽车学院 专业车辆工程（汽车） 学生姓名同小车学号 000001 同济大学汽车学院实验室 2014年11月 1.转向轻便性实验 实验目的 驾驶员通过操纵方向盘来控制汽车的行驶方向，操纵方向盘过重，会增加驾驶员的劳动强度，驾驶员容易疲劳；操纵方向盘过轻，驾驶员会失去路感，难以控制汽车的形式方向。操纵方向盘的轻重，是评价汽车操纵稳定性的基本条件之一。转向轻便性实验的目的在于通过测量驾驶员操纵方向盘力的大小，与其他实验仪器评价汽车操纵稳定性的好处。 实验仪器设备 实验条件 试验车：依维柯 实验场地与环境 于圆形试车场，实验时按照桩桶圈出的双扭线，以10Km/h的车速行驶。双扭线的极坐标方程见下，形状如下图 实验当天天气晴好，无风，气温20度
在ψ=0时，双扭线顶点处的曲率半径最小，相应数值为Rmin=1/3d，双扭线的最小曲率半径应按照实验汽车的最小转弯半径乘以1,1倍，并圆整到比此乘积大的一个整数来确定。试验中记录转向盘转交及转向盘转矩，并按双扭线路经过每一周整理出转向盘转矩转向盘转矩曲线。通常以转向盘最大转矩，转向盘最大作用力以及转向盘作用功等来评价转向轻便性。 转向轻便型实验数据记录 方向盘转角-转矩曲线 2. 蛇形试验 实验目的 本项试验是包括车辆-驾驶员-环境在内的闭路试验的一种，用来综合评价汽车行驶的稳定性及乘坐的舒适性，与其他操纵试验项目一起，共同评价汽车的操纵稳定性。也可以用来考核汽车在接近侧滑或侧翻工况下的操纵性能，在若干汽车操纵稳定性对比试验时，作为主观评价的一种感性试验。 实验原理 将试验车辆以不同车速行驶于规定的蛇形试验中，通过实验仪器可以得到行驶时的车速，方向盘转角，横摆角速度，车身侧倾角。 试验方法遵照GB/T 6323.1-94汽车操纵稳定性试验方法蛇形试验
zemax手把手教程
ZEMAX手把手教程 课程1：单透镜（a singlet） 你将要学到的：开始ZEMAX，输入波长和镜片数据，生成 光线特性曲线（ray fan），光程差曲线（OPD），和点列图（Spot diagram），确定厚度求解方法和变量，进行简单的优化。 假设你需要设计一个F/4的镜片，焦距为100mm，在轴上可见光谱范围内，用BK7玻璃，你该怎样开始呢？ 首先，运行ZEMAX。ZEMAX主屏幕会显示镜片数据编辑（LDE）。你可以对LDE窗口进行移动或重新调整尺寸，以适合你自己的喜好。LDE由多行和多列组成，类似于电子表格。半径、厚度、玻璃和半口径等列是使用得最多的，其他的则只在某些特定类型的光学系统中才会用到。 L DE中的一小格会以“反白”方式高亮显示，即它会以与其他格子不同的背景颜色将字母显示在屏幕上。如果没有一个格子是高亮的，则在任何一格上用鼠标点击，使之高亮。这个反白条在本教程中指的就是光标。你可以用鼠标在格子上点击来操纵LDE，使光标移动到你想要停留的地方，或者你也可以只使用光标键。LDE的操作是简单的，只要稍加练习，你就可以掌握。 开始，我们先为我们的系统输入波长。这不一定要先完成，我们只不过现在选中了这一步。在主屏幕菜单条上，选择“系统（System）”菜单下的“波长（Wavelengths）”。 屏幕中间会弹出一个“波长数据（Wavelength Data）”对话框。ZEMAX中有许多这样的对话框，用来输入数据和提供你选择。用鼠标在第二和第三行的“使用（Use）”上单击一下，将会增加两个波长使总数成为三。现在，在第一个“波长”行中输入486，这是氢（Hydrogen）F谱线的波长，单位为微米。 Z EMAX全部使用微米作为波长的单位。现在，在第二行的波长列中输入587，最后在第三行输入656。这就是ZEMAX中所有有关输入数据的操作，转到适当的区域，然后键入数据。在屏幕的最右边，你可以看到一列主波长指示器。这个指示器指出了主要的波长，当前为486微米。在主波长指示器的第二行上单击，指示器下移到587的位置。主波长用来计算近轴参数，如焦距，放大率等等。 ZEMAX一般使用微米作为波长的单位 “权重（Weight）”这一列用在优化上，以及计算波长权重数据如RMS点尺寸和STREHL 率。现在让所有的权为1.0，单击OK保存所做的改变，然后退出波长数据对话框。 现在我们需要为镜片定义一个孔径。这可以使ZEMAX在处理其他的事情上，知道每一个镜片该被定为多大。由于我们需要一个F/4镜头，我们需要一个25mm的孔径（100mm的焦距除F/4）。设置这个孔径值，选择“系统”中的“通常（General）”菜单项，出现“通常数据（General Data）”对话框，单击“孔径值（Aper Value）”一格，输入一个值：25。注意孔径类型缺省时为“入瞳直径（Entrance Pupil Diameter）”，也可选择其他类型的孔径设置。除此之外，还要加入一些重要的表面数据。ZEMAX模型光学系统使用一系列的表面，每一个面有一个曲率半径，厚度（到下一个面的轴上距离），和玻璃。一些表面也可有其他的数据，我们以后将会讨论到。注意在LDE中显示的有三个面。物平面，在左边以OBJ表示；光阑面，以STO表示；还有像平面，以IMA表示。对于我们的单透镜来说，我们共需要四个面：物平面，前镜面（同时也是光阑面），后镜面，和像平面。要插入第四个面，只需移动光标到像平面（最后一个面）的“无穷
整车操纵稳定性仿真分析报告分析解析
L11整车操纵稳定性仿真分析报 (HB11A/HB12A 编制（日期）校对（日期）审核（日期）批准（日期） 简式国际汽车设计（北京）有限公司 L11整车操纵稳定性仿真分析报告（HB11A/HB12A 1.定半径稳态圆周试验 1.1试验方法 HB11A处于满载状态，沿半径为40m的定半径圆周进行回转运动，开始以最低稳定速度进入圆周，找准方向盘的位置，使汽车可以沿圆周进行回转运动，开始记录，然后缓慢连续而均匀地加速（纵向加速度不超 过2），加速的同时调整方向盘转角以维持定半径圆周运动，这个过程中车辆不应超出车道0.2 m/s0.5 m,直至不能维持稳态定半径圆周运动条件时或受发动机功率限制所能达到的最大侧向加速度为止。记录整个过程，建议使用满足试验条件的最高档位。试验按向左转和向右转两个方向进行，每次试验开始时车身应处于正中位置。 1.2数据处理 “方向盘转角一一侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为 0.25g时的曲线斜率。 图1方向盘转角一侧向加速度（左转）从图1计算得到左转不足转向梯度为 137o/g 图2方向盘转角一侧向加速度（右转）右转不足转向梯度为 134.5o/g，贝U HB11A平均不足转向梯度为 135.75o/g。 HB11A的角传动比约为23.333,则不足转向梯度/转向系角传动比为5.817o/g。 “质心侧偏角一一侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为0.25g时的曲线斜率。
图 3 质心侧偏角——侧向加速度（左转） 左转侧偏角梯度为 5.987o/g 。 图 4 质心侧偏角——侧向加速度（右转） 右转侧偏角梯度为5.987o/g ，则HB11A 平均侧偏角梯度为5.987o/g 。 时的曲线斜率。0.25g “车身侧倾角一一侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为 图 5 车身侧倾角——侧向加速度（左转） 左转侧倾角梯度为 8.995o/g 。 图 6 车身侧倾角—侧向加速度（右转） 右转侧倾角梯度为8.94o/g ，则HB11A 平均侧倾角梯度为 8.967o/g 。 2. 方向盘转角阶跃输入试验 2.1 试验方法 HB11A 处于满载状态，以70 km / h 的车速稳定直线行驶，开始记录数据，以尽可能快的速度 （阶跃时间为 0.4s ）转动方向盘，达到预定的转角，保持方向盘转角不变直至汽车恢复稳定状态，试验过程中油门踏板开 度应尽可能保持不变。 方向盘转角初始值是 10°，每次增加 5°，直到车辆达到附着极限， 试验分为向左、 向右两个方向进行。 2.2 数据处理 —方向盘转角滞后时间 横摆角速度达到 50%稳态值时相对于方向盘转角达到 图 7 0.3g 时横摆角速度—方向盘转角滞后时间 左转时，横摆角速度——方向盘转角滞后时间为 右转时，横摆角速度——方向盘转角滞后时间为 HB11A 横摆角速度——方向盘转角平均滞后时间为 图 8 0.4g 时横摆角速度—方向盘转角滞后时间 左转时，横摆角速度——方向盘转角滞后时间为 右转时，横摆角速度——方向盘转角滞后时间为 HB11A 横摆角速度——方向盘转角平均滞后时间为 ——方向盘转角滞后时间 侧向加速度达到 50%稳态值时相对于方向盘转角达到 50%阶跃值时的滞后时间。 图 9 0.3g 时侧向加速度——方向盘转角滞后时间 左转时，侧向加速度——方向盘转角滞后时间为 右转时，侧向加速度——方向盘转角滞后时间为 50%阶跃值时的滞后时间。 0.0308s 0.0312s 0.031s 0.0326s ； 0.0331s ； 0.03285s 。 0.1127s ； 0.1137s ； HB11A 侧向加速度——方向盘转角平均滞后时间为 图 10 0.4g 时侧向加速度——方向盘转角滞后时间 左转时，侧向加速度——方向盘转角滞后时间为 右转时， 侧向加速度——方向盘转角滞后时间为 HB11A 侧向加速度——方向盘转角平均滞后时间为 ——方向盘转角滞后时间 0.1132s 。 0.1397s ； 0.1408s ； 0.14025s 。 车身侧倾角达到 50%稳态值时相对于方向盘转角达到 50%阶跃值时的滞后时间。 图 11 0.3g 侧倾角——方向盘转角滞后时间 左转时，侧倾角——方向盘转角滞后时间为0.1733s ； ； 0.1741s 右转时，侧倾角——方向盘转角滞后时间为 HB11A 侧倾角——方向盘转角平均滞后时间为 图 12 0.4g 侧倾角——方向盘转角滞后时间 左转时，侧倾角——方向盘转角滞后时间为 0.1773s ； 0.1737s 。
操纵稳定性试验方法_稳态回转试验
中华人民共和国国家标准 汽车操纵稳定性试验方法GB/T 6323.6—94 稳态回转试验代替GB 6323.6—86 Controllability and stability test procedure for automobiles—Steady static circular test procedure 1 主题内容与适用范围 本标准规定了汽车操纵稳定性试验方法中的稳态回转试验方法。 本标准采用固定转向盘转角连续加速的方法进行试验。也可采用附录A（补充件）所规定的试验方法。 本标准适用于二轴轿车、客车、货车及越野汽车，其他类型可参照执行。 2 引用标准 GB/T 12534 汽车道路试验方法通则 GB/T 13047 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 GB/T 12549 汽车操纵稳定性术语及其定义 3 测量变量和仪器设备 3.1 测量变量 3.1.1必须测量变量 a. 汽车横摆角速度 b. 汽车前进车速 c. 车身侧倾角 3.1.2希望测量变量 a. 汽车重心侧偏角; b. 汽车纵向加速度; c. 汽车侧向加速度 3.2 仪器、设备 3.2.1试验仪器应符合GB/T12534中3.5条的规定,其测量范围及最大误差应满足表1 要求. GB/T6323.6—94
Z 3.2.3试验所用传感器应按各自使用说明书安装。陀螺仪的安装接近车辆重心位置，垂直陀螺轴线与车辆Z轴线重合或平行。 4 试验条件 4.1 试验汽车 4.1.1试验汽车应是按厂方规定装备齐全的汽车,试验前，应测定车轮定位参数，对转向系、悬架系进行检查，并按规定进行调整、紧固和润滑。只有认定汽车已符合厂方规定的技术条件时,方可进行试验。测定及检查的有关参数的数值记入附录B（补充件）中。 4.1.2试验时若用新轮胎,轮胎至少应经过200km正常行驶的磨合,若用旧轮胎,试验终了,残留花纹的高度应小于1.5mm.轮胎气压应符合GB/T 12534中3.1.2、3.1.3条的规定。轴载质量必须符合厂方规定。 注：轻载状态是指除驾驶员、试验员及仪器外，没有其他加载物的状态。对于承载能力小的汽车，如果轻载质量已超过量大总量的70%，则不必进行轻载状 态的试验。 4.2 试验场进与环境 a. 试验场地应为干燥、平坦且清洁的水泥或沥青路面，任意方向的坡度不大于 20%； b. 试验时风速应不大于5m/s； c. 大气温度在0～40°C之间。 5 试验方法 5.1在试验场地上，用明显颜色画出半径为15m或20m的圆周。 5.2接通仪器电源，使之预热到正常工作温度。 5.3试验开始之前，汽车应以侧向加速度为3m/s2的相应车速沿画定的圆周行驶500m 以使轮胎升温。 5.4驾驶员操纵汽车以最低稳定速度沿所画圆周行驶，待安装于汽车纵向对称面上 车速传感器在半圈内都能对准地面所画圆周时，固定转向盘不动，停车并开始记录，记下各变量的零线，然后，汽车起步，缓缓连续而均匀地加速（纵向加速度不超过0.25m/s2），直至汽车的侧向加速度达到6.5m/s2（或受发动机功率限制而所能达到的最大的侧向加速度、或汽车出现不稳定状态）为止。记录整个过程。 5.5试验按向左转和向右转两个方向进行，每个方向试验三次。每次试验开始时车身应处于正中位置。
05操纵稳定性
第五章操纵稳定性 概念：是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。 1.包含内容：见课本P130表5-1。 2.稳态响应特性：中性转向，不足转向，过多转向。 汽车等速直线行驶时，急速转动转向盘至某一转角，停止转动转向盘并维持此转角不变，即给汽车以转向盘角阶跃输入，一般汽车经短暂时间后便进入等速圆周行驶，这也是一种稳态，称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。 在等速直线行驶与等速圆周行驶这两个稳态运动之间的过渡过程便是一种是瞬态，相应的瞬态运动响应称为转向盘角阶跃输入下的瞬态响应。 3.轮胎的侧偏特性 轮胎坐标系见课本P136图5-5。 侧偏力：地面作用于车轮的侧向反作用力。 1）在刚性轮上作用侧向力F y 只有当侧偏力Fy大于（或等于）车轮与路面间的侧向附着力时，车轮的运动方向才会改变。 2）在弹性轮上作用侧向力Fy 侧偏角：轮胎接地印迹中心的位移方向与x轴的夹角。 （课本描述：接触印迹的中心线aa不只是和车轮平面错开一定距离，而且不再与车轮平面cc平行，aa与cc的夹角α，即为侧偏角） 当车轮有侧向弹性时，即使Fy没有达到附着极限，车轮行驶方向亦将偏离车轮平面cc，这就是轮胎的侧偏现象。 轮胎的侧偏特性曲线，即Fy-α曲线，见课本P138图5-8。 Fy-α曲线在α＝0°处的斜率称为侧偏刚度，单位为N/rad或N/°。 由轮胎坐标系有关符号规定可知，负的侧偏力产生正的侧偏角，所以侧偏刚度为负值。 Fy与α的关系式：Fy=kα 侧偏刚度是决定操纵稳定性的重要轮胎参数。 Fy一定时，希望侧偏角越小越好，所以|k|越大越好。 4.轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响 （1）高宽比。高宽比对轮胎的侧偏刚度影响很大，采用高宽比小的轮胎是提高侧偏刚度的有效措施。 （2）垂直载荷。垂直载荷的变化对轮胎侧偏特性有显著影响。垂直载荷增大后，侧偏刚度随垂直载荷的增加而加大；但垂直载荷过大时，轮胎与地面接触区的压力变得极不均匀，使轮胎侧偏刚度反而有所减小。 （3）轮胎气压。轮胎的充气压力对侧偏刚度也有显著影响。随着气压的增加，侧偏刚度增大，但气压过高后刚度不再变化。 （4）切向力Fx越大，Fy越小。 5.回正力矩。概念：圆周行驶时，Tz是使车轮恢复到直线行驶位置的主要恢复力矩之一，称为回正力矩。 6.稳态横摆角速度增益。常用输出与输入的比值，如稳态的横摆角速度与前轮转角之比来评价稳态响应。这个比值称为稳态横摆角速度增益，也称为转向灵敏度。 稳态横摆角速度增益公式：…… 其中K称为稳定性因数，单位为s2/m2。公式：…… 稳态响应的三种类型：
用Zemax进行优化设计
目录 摘要 (1) ABSTRACT (2) 引言 (3) 1 光学传递函数和点列图 (4) 1.1光学传递函数 (4) 1.1.1利用MTF曲线来评价成像质量 (4) 1.1.2利用MTF曲线的积分值来评价成像质量 (5) 1.2点列图 (5) 2 像差综述 (6) 2.1轴上点球差 (6) 2.1.1球差的定义和表示方法 (6) 2.1.2球差的校正 (8) 2.2像散与像面弯曲（场曲） (8) 2.2.1像散 (8) 2.2.2场曲 (9) 2.3正弦差和彗差 (9) 2.3.1正弦差和彗差的定义 (9) 2.3.2彗差的校正 (12) 2.4畸变 (12) 2.5色差 (13) 2.5.1位置色差 (13) 2.5.2倍率色差 (14) 2.6波相差 (15) 3 表面类型 (16) 3.1简介 (16) 3.2内含表面 (16) 3.3非球面镜片 (19) 3.3.1简介 (19) 3.3.2非球面镜片光学原理 (20) 4 用ZEMAX进行优化设计 (20) 4.1由抛物反射镜产生的初级球面像差: (20) 4.2求由抛物面反射镜和两单透镜组成的初始光学系统 (21) 4.3计算抛物面反射镜和两单透镜组成的初始光学系统 (23) 5 结论 (27) 致谢 (28) 参考文献................................................................................................................... 错误!未定义书签。
摘要 本文研究了用Zemax设计非球面补偿系统的优化。非球面抛物面反射镜在许多光学系统中被采用, 但加工检验较难。在Zemax中优化控制设计零位补偿系统。设计既方便, 加工又容易, 是一种较好的方法。文中介绍了七种像差的定义和表示方法以及对于像差的校正方法；波像差的定义、形成原因及其与像差的关系；由于涉及到面型，本文还介绍了Zemax中包含的面型以及重要面型的简介。最后，利用Zemax进行一个实例的优化设计，得到了优化后的数据。 关键字：像差，波像差，表面类型
汽车操纵稳定性试验解析
汽车操纵稳定性试验解析！ 汽车的操稳性不仅影响到汽车驾驶的操纵方面，而且也是决定汽车安全行驶的一个主要性能；为了保证安全行驶，汽车的操稳性受到汽车设计者很大的重视，成为现代汽车的重要使用性能之一，如何试验并评价汽车的操稳性显得极其重要。汽车操控稳定性分为两个方面：1、操控性: 指汽车能够确切的响应驾驶员转向指令的能力；2、稳定性:指汽车受到外界扰动（路面扰动或阵风扰动）后恢复原来运动状态的能力。一、常用试验仪器 1、陀螺仪：用于汽车运动状态下测动态参数，如汽车行进方位角，汽车横摆角速度，车身侧倾角及纵倾角等； 2、光束水准车轮定位仪：测车轮外倾角，主销内倾角，主销外倾角，车轮前束，车轮最大转角及转角差； 3、车辆动态测试仪：测汽车横摆角速度，车身侧倾角及纵倾角，汽车横向加速度与纵向加速度等运动参数； 4、力矩及转角仪：测转向盘转角或力矩； 5、五轮仪和磁带机等。二、试验分类三、稳态回转试验 01试验步骤 1、在试验场上，用明显的颜色画出半径为15m或20m的圆周； 2、接通仪器电源，使之加热到正常工作温度； 3、试验开始前，汽车应以侧向加速度为3m/s2的相应车速沿画定的
圆周行驶500m以使轮胎升温。4、以最低稳定速度沿所画圆周行驶，待安装于汽车纵向对称面上的车速传感器在半圈内都能对准地面所画的圆周时，固定转向盘不动，停车并开始记录，记下各变量的零线，然后，汽车起步，缓缓连续而均匀地加速（纵向加速度不超过0·25m/s2），直至汽车的侧向加速度达到6·5m/s2为止，记录整个过程。5、试验按向左转和右转两个方向进行，每个方向试验三次。每次试验开始时车身应处于正中央。 02评价条件 1、中性转向点侧向加速度值An：前后桥侧偏角之差与侧向加速度关系曲线上斜率为零的点的侧向加速度值，越大越好； 2、不足转向度：按前后桥侧偏角之差与侧向加速度关系曲线上侧向加速度2m/s2点的平均值计算，越小越好； 3、车厢侧倾度K：按车厢侧倾角与侧向加速度关系曲线上侧向加速度2m/s2点的平均斜率计算，越小越好。 转向特性曲线图四、转向回正试验 01试验步骤一）低速回正性能试验：1、在试验场地上用明显的颜色画出半径为15m的圆周。2、试验前试验汽车沿半径为15m的圆周、以侧向加速度达3m/ s 2 的相应车速，行 驶500m，使轮胎升温。3、接通仪器电源，使其达到正常工作温度。4、试验汽车直线行驶，记录各测量变量零线，然