Zastosowanie środowiska programistycznego MATLAB® do analizy pneumatycznych układów hamulcowych pojazdów szynowych

W artykule dokonano przeglądu możliwości wykorzystania metod symulacyjnych procesów zachodzących w pneumatycznych układach hamulcowych pojazdów szynowych. Zaprezentowano przykłady modelowania aparatów pneumatycznych i możliwości wykorzystania ich w modelowaniu działania układów hamulcowych pojazdów szynowych w projektach konstrukcyjnych. W odróżnieniu od wcześniejszych działań w tej dziedzinie, przedstawione metody symulacyjne są zaimplementowane w środowisku MATLAB® co ułatwia ich wykorzystanie użytkownikom zaznajomionym z tym środowiskiem. Przedstawiono również problematykę związaną z opisem zjawisk fizycznych zachodzących w pneumatycznej części układu hamulcowego. Dokonano przeglądu wbudowanych funkcji oraz dostępnych rozszerzeń programu do symulowania zachowania kompletnego układu hamulcowego. Zaproponowano rozszerzenie funkcjonalności procedur symulacji o empirycznie pozyskiwane wartości parametrów, zidentyfikowane w oparciu o badania doświadczalne rzeczywistych obiektów. Wyniki symulacji opartej na wynikach badań doświadczalnych, uzyskanych dla poszczególnych aparatów, przy tak rozbudowanym układzie z jaki mamy do czynienia w kompletnych układach hamulcowych pojazdów, mogą pozwolić na znaczne obniżenie kosztów prac projektowych realizowanych w jednostek badawczo-rozwojowych.

The possibilities of using the simulation methods of processes in the pneumatic brake systems of the rail vehicles are reviewed in this article. The examples of modeling the pneumatic devices and the possibilities of their application in modeling of the braking systems working in the rail vehicles are presented. In contrast to the previous activities in this field the presented simulation methods are implemented in MATLAB® environment, which makes them easy to use by the users familiarized with this environment. The problem connected with the description of the physical phenomena occurring in the pneumatic part of the brake system is also presented. The built-in functions and the available extension of the program for simulation of the complete brake system behaviour are reviewed. The extension of the functionality of simulation procedures by the empirically obtaining the parameter values identified on basis of the experimental tests of the real objects are proposed. The results of simulation based on the results of experimental tests obtaining from the individual apparatus, with such a developed system which we deal with in the complete brake systems in the vehicle, can allow to significantly reduce the costs of design works realized in the R&D units.