架線・パンタグラフ系試験機へのHILS技術適用に関する研究

既存の架線・パンタグラフ系の試験機にHILS(Hardware In the Loop Simulation)技術を適用する研究です。HILS技術により、パンタグラフ加振装置に架線の運動を模擬させることが可能となり、定置にて架線との相互作用の影響を表現した実機パンタグラフの加振試験を実施することが可能となります。

1.はじめに

既存の架線・パンタグラフ系の試験機にHILS技術を適用するための研究を実施しています。架線・パンタグラフ系の動特性を評価する上で、現車試験,定置試験およびシミュレーションが実施されています。現車試験では、実際の稼動状態における特性を評価することができますが、大掛かりな測定システムの搭載に大きな労力と費用を要します。定置試験やシミュレーションは、現車試験よりも小さな労力と費用で実施することができますが、シミュレーションにおけるモデル化誤差や試験機の制約などにより、実際の稼動状態とは異なる条件での評価とならざるを得ません。定置試験とシミュレーションを融合させたHILS技術を既存の試験機に適用することで、現車試験により近い条件での定置試験を実現できます。

2.架線・パンタグラフ系の試験機へのHILS技術適用

HILS技術を適用した、既存の試験機(加振機)の構成を図1に示します。加振機は、架線を模擬してパンタグラフの舟体と接触しています。測定された加振機と舟体間の接触力は、リアルタイムシミュレータ内で架線モデルに作用させます。接触力の影響を受けて運動する架線の応答が瞬時に計算され、パンタグラフ位置におけるトロリ線の上下変位をなぞって加振機が動くようにサーボアンプに指令が与えられます。現時点では、パンタグラフ接触点の剛性が時間とともに変化する架線モデルでの動作を確認しています(図2)。

図1 架線・パンタグラフ系HILSシステムの構成
図2 時変剛性架線モデルを用いたHILS試験の結果

参考文献

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