1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究目的与背景简述

随着我国经济的发展，城市在不断深化，城市规模扩大、城镇人口增加，城市公共交通处于优先发展地位，特别是以电力驱动的城市地铁与轻轨等现代化的交通工具，正以其能效高、污染低、运输量大等优势，逐渐发展成为城市交通系统的主动脉。轨道交通关键技术的研究与重大装备的研制工作也同时应运而生。地铁与轻轨的辅助电源是现代城市轨道交通车辆的重要组成部分，是维护列车许多重要功能的关键设备，它为列车交、直流用电设备持续稳定地供电以保证列车能够安全行驶。目前我国城市轨道交通车辆及其配套设备进入了一个快速发展的时期，逐渐掌握其核心技术已经成为产品研发与设计的关键。地铁、轻轨的充电机作为辅助电源系统的直流供电设备，它为列车照明、车门系统、乘客统合信息系统（pis）、各系统控制电路及列车监视系统、车载信号和通信设备、蓄电池等提供电能。

1.2国内外城市地铁的发展简述

自1863年1月10日，世界上第一条地下铁道在英国伦敦建成以来，城市轨道交通至今已有一百多年的历史。出于其具有运量大、速度快、安全、准时等一系列优点，截止到上世纪中叶，就有纽约、巴黎、柏林、纽约、东京、莫斯科等26个城市开始修建地铁。1964年~1985年的短短22年间，又有64座城市修建或计划修建地铁。据统计。当时全世界地铁运营里程总计3000余公里，其中以莫斯科的客运量为最大，平均每昼夜可达900万人次，占全市公共交通总运输量的4%，随着科学技术的日新月异以及电力电子等学科的飞速发展，城市轨道交通的概念已由原先的地下铁道，逐渐发展成为“以电能为动力，采取轮轨运转方式的快速大运量公共交通之总称”，涵盖地下铁道、轻轨交通、独轨交通、有轨电车等多个类别，并逐渐成为大城市公交系统的主动脉。

虽然我国的城市轨道交通建设起步较晚，但自1969年10月1日北京地铁1号线建成通车以来，我国先后有香港、台北、高雄、天津、上海、广州、深圳、南京、青岛、长春、沈阳、重庆、武汉、大连等十多个城市建成地铁铁道或轻轨交通。可以预见，我国的城市轨道交通行业正在步入一个跨越式发展的新阶段，中国已经成为世界最大的城市轨道交通市场。在这样的时代背景下，面向城市轨道交通车辆装备的研究工作就显得意义重大。

2. 研究的基本内容与方案

地铁高频充电机接触网电压波动和负载扰动均会引起输出侧电压短时振荡，影响系统稳定性。本课题要求基于状态空间平均法，分阶段构建系统小信号数学模型，进而通过近似线性化方法推导出系统开环传递函数，并在此基础上深入探讨其在复频域下的稳定性和动态特性，进而要求采用自抗扰控制理论和输入电压前馈的新型pwm控制策略，并进一步分析该控制策略的衍生机理和实现方式。通过matlab模型仿真，论证该控制策略的正确性和可行性。

研究的基本目标：

1.分析综述地铁高频充电机接触网电压波动和负载扰动研究现状，建立基于自抗扰控制理论和输入电压前馈的新型pwm控制策略；完成仿真计算；

3. 研究计划与安排

第1-2周：查阅资料，理解课题及任务书要求；

第3周：提交开题报告；提交阶段性报告；

第4-8周：详细研究；

4. 参考文献（12篇以上）

1、杜会卿 等.基于电压前馈的地铁高频充机动态特性控制分析与改进。2013，28（1）

2、吴佐民.城市轨道交通高频充电机研制[d]. 北京交通大学, 2011

3、王小方.基于状态空间平均法的dc/dc高频隔离变换器建模仿真分析[j]. 机车电传动, 2011,（1）