【軌道車輛綜合實驗平臺】
功能、作用介紹：
《軌道車輛綜合實驗平臺》為基于網絡技術集散式軌道車輛實驗教學平臺，主要面對軌道車輛專業的實驗教學。網絡環境下可開展軌道車輛交流傳動與控制、空氣制動、電空聯合制動、車內環境控制、信息傳輸與控制、軌道車輛橫向動力學等方面的實驗研究，為卓越工程師的培養提供了實驗教學環境。
該平臺參照軌道車輛主要系統組成及功能需求，構建了即可獨立運行的交流變頻牽引傳動實驗系統、受電弓實驗系統、直通式空氣制動實驗系統、車內環境條件調節實驗系統、車輛信息傳輸與控制實驗系統、軌道車輛橫向動力學實驗系統等六個基本系統，也可以實現基于網絡技術集成控制的軌道車輛綜合實驗系統。
《軌道車輛綜合實驗平臺》最大限度滿足教學需求及提高實驗教學水平。根據實驗教學的特點，實驗平臺可單獨開設針對性較強的獨立實驗項目，也可開展研究性的綜合實踐教學。
在單機環境下，可開展的主要實驗：
1. 軌道車輛交流變頻調速實驗;
2. 軌道車輛再生制動特性實驗;
3. 受電弓升降控制實驗;
4. 軌道車輛空調制冷/制熱功率測定實驗;
5. 軌道車輛車內信息顯示控制實驗;
6. 軌道車輛基本運行阻力測定實驗;
7. 軌道車輛制動距離測定實驗;
8. 軌道車輛失穩速度測定實驗;
9. 軌道車輛動態工況測試技術實驗。
基于網絡的集成控制環境下，可開實驗內容：
1.網絡信息傳輸與控制實驗;
2.軌道車輛網絡控制技術實驗。
綜合實踐內容：
1. 軌道車輛控制系統綜合實踐;
2. 軌道車輛裝備系統綜合實踐;
3. 軌道車輛測控系統綜合實踐。
本綜合實驗平臺的控制程序由基于圖形化編程的labview編寫，擁有完全的知識產權，在完成實驗的同時還可由學生根據各課程實踐大綱的要求進行自主測控功能的開發與新實驗的開發，最大程度上滿足本科實踐教學的要求。
實驗設備及其功能描述
1)交流變頻牽引傳動實驗裝置
由兩套交-直-交變頻調速器、兩套交流電機、兩套主動支撐輪、一套慣性負載輪、支架、電流電壓傳感器、轉矩轉速傳感器、系統控制箱、控制軟件等組成，如圖3所示。使用時由控制軟件為變頻器發出控制指令，變頻器驅動交流電動機帶動慣性負載輪轉動。通過數據采集卡測量變頻器的輸入、輸出的電流、電壓及電動機驅動軸上的轉矩、轉速、軸承溫度、電機溫度等參數，了解掌握交-直-交傳動原理與運行特性。
2)受電弓實驗系統
由模擬升弓氣缸、模擬緩沖器、拉力彈簧、模擬接觸網、控制箱等組成，如圖4所示。使用時通過對升弓氣缸進行充氣、放氣來模擬實車受電弓升降過程，調節進排氣流量閥的開度來實現慢升快降的升弓過程。此裝置與交流變頻牽引傳動試驗裝置聯動，一旦降弓，交流變頻牽引傳動試驗裝置就將斷電。
3)直通式空氣制動實驗系統
由制動氣缸、模擬制動盤、模擬制動閘片、復位彈簧、鞲鞴機構、比例控制閥、換向閥、控制箱等組成，模擬盤式制動方式，如圖5所示。使用時由控制軟件控制制動氣缸動作，帶動鞲鞴機構及制動閘片對模擬制動盤施加制動力，制動過程中控制軟件可隨時控制制動力的變化。通過計算慣性負載的慣量，根據當時的實驗速度，剎車盤、片間的摩擦系數，所施加的制動力可以計算出相應的制動距離并驗證之。
4) 車內環境條件調節實驗系統
由一定容積的模擬車廂、半導體制冷、制熱部件、可調式燈光組、可變速風扇、控制軟件、溫度傳感器、控制箱等組成，如圖7所示。使用時由控制軟件控制半導體制冷、制熱部件在模擬車廂內工作，使車廂內的溫度根據制冷、制熱部件的功率隨時間發生變化，測取車廂內溫度對時間的變化曲線，可以計算出對應的制冷制熱部件的制冷制熱功率。通過此實驗可以讓實驗者掌握驗證空調器制冷制熱計算方法。
5)車輛信息傳輸與控制實驗系統
網絡控制實驗系統由主控制臺計算機與組合實驗系統組成，系統構成見圖7，主控制臺計算機網絡控制實驗軟件與各個組合實驗系統可以進行雙向數據通訊(主控制臺計算機向組合實驗系統發布所有操作命令，組合實驗系統向主控制臺計算機上傳本套系統的工作參數)。
6)軌道車輛橫向動力學實驗系統
該系統為二軸框架結構轉向架，鋼軌由四個滾動輪代替，四個滾動輪帶動轉向架車輪軸滾動，每根車輪軸由四個橡膠堆進行縱向與垂向定位，通過更換不同剛度的橡膠堆來調節定位剛度，從而改變轉向架的蛇行失穩速度。電機帶動滾輪轉動，無級調速控制由電機與變頻器及相應的控制軟件來實現，測量軟件實時監測轉向架的橫向加速度值、橫向位移值及實時的運行速度，一旦滿足失穩判據，系統會自動報警并記錄該段時間內的系統狀態參數。
作品名稱：軌道車輛綜合實驗平臺
完成單位：北京交通大學機械與電子控制工程學院機械工程實驗中心(國家級實驗教學示范中心)
