Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Российский университет транспорта (МИИТ)»
Институт транспортной техники и систем управления
Кафедра «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Системы управления движением поездов на перегонах»
ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ
РЕЛЬСОВОЙ ЦЕПИ
|
|
|
|
Проверил: |
к.т.н., доцент Мухин Л.В. |
Москва – 2017
Содержание
|
Задание на курсовую работу ……………………………………….……..……. |
3 |
|
Схема исследуемой фазочувствительной рельсовой цепи …………………... |
3 |
|
Исходные данные для расчета ……………………………………………..…... |
4 |
|
Текст программы ………....................................................................................... |
4 |
|
Результаты расчета ……………………………………………………………... |
15 |
|
Выводы …………………………………….…….…………………………….… |
19 |
|
Список литературы ……………………………………………………………... |
20 |
Задание на курсовую работу
-
Рассчитать потенциальную диаграмму рельсовой цепи.
-
Рассчитать параметры основной схемы замещения.
-
Рассчитать параметры общей схемы замещения.
-
Рассчитать нормальный режим работы рельсовой цепи.
-
Рассчитать шунтовой режим работы рельсовой цепи.
-
Рассчитать контрольный режим работы рельсовой цепи.
-
Определить напряжение питания рельсовой цепи при различных длинах рельсовой линии.
-
Определить критическое сопротивление изоляции рельсовой цепи при различных длинах рельсовой линии.
-
Определить критическое место обрыва рельсовой цепи при различных длинах рельсовой линии.
Схема исследуемой фазочувствительной рельсовой цепи
Схема исследуемой фазочувствительной рельсовой цепи приведена на рис.1.
Рис.1. Схема исследуемой фазочувствительной рельсовой цепи.
Исходные данные для расчета
Длина рельсовой линии L = 1 км (для расчета потенциальной диаграммы);
Удельное сопротивление изоляции rи = 1 Ом∙км (для расчета потенциальной диаграммы);
Удельное сопротивление рельсовой петли zр = 0,5∙ej52º Ом/км;
Постоянная земляного тракта Е = 1,67∙ ej10,5º.
Текст программы
PROGRAM PR1
COMPLEX ALGF,ZCF,I,U,I1,U1,ZK,ZN1,NOL,ODIN,A,B,C,D,AN,BN,CN,DN,AK,BK,CK,DK,ZR,ZPP,E
REAL UAN(6,12),UDN(6,12),UAS(6,11),UDS(6,11),UAK(6,12,11),UDK(6,12,11),L(6),RI(12),DL(11),L1,L2
UPPN=12. Напряжение на путевом приемнике в нормальном режиме
UPPSK=8 Напряжение на путевом приемнике в ограничивающих режимах
ZPP=ALGF(400.,72.) Сопротивление путевого приемника
KIS=1 Изолирующие стыки установлены на обоих концах рельсовой линии
ZR=ALGF(0.5,52.) Удельное сопротивление рельсовой петли
E=ALGF(1.67,10.5) Постоянная земляного тракта
P=0 Коэффициент поверхностной утечки
NOL=0.
ODIN=1.
OPEN(6,FILE='REZ.TXT')
I=UPPN/ZPP
U=UPPN
CALL PDNR(U,I)
Ток и напряжение на входе первого элемента
I=I+U/ZCF(16.,25.)
CALL PDNR(U,I)
Ток и напряжение на входе второго элемента
CALL CAFOF(U,I,(0.023,0.),ALGF(4.6,23.),ALGF(0.009,-74.),(44.,0.),U,I)
CALL PDNR(U,I)
Ток и напряжение на входе третьего элемента
U=U+I*0.1
CALL PDNR(U,I)
Входное сопротивление аппаратуры приемного конца РЦ со стороны РЛ
ZK=U/I
Ток и напряжение на входе РЛ
CALL LICAN(KIS,1.,ZR,1.,U,I,U,I)
CALL PDNR(U,I)
Ток и напряжение на входе четвертого элемента
U=U+I*0.1
CALL PDNR(U,I)
Ток и напряжение на входе пятого элемента
CALL CAFOF(U,I,(27.7,0.),ALGF(4.2,30.),ALGF(0.006,-80.),(0.0361,0.),U,I)
CALL PDNR(U,I)
Ток и напряжение на входе шестого элемента
U=U+I*ZCF(16.,25.)
CALL PDNR(U,I)
Ток и напряжение на входе седьмого элемента
U=U+I*100
CALL PDNR(U,I)
Входное сопротивление аппаратуры передающего конца РЦ со стороны РЛ
I1=1
U1=I1*(100+ZCF(16.,25.))
CALL CAFOF(U1,I1,(0.0361,0.),ALGF(4.2,30.),ALGF(0.006,-80.),(27.7,0.),U1,I1)
U1=U1+I1*0.1
ZN1=U1/I1
CALL XAD(ZN1,ZNA,ZND)
CALL XAD(ZK,ZKA,ZKD)
WRITE(6,40)ZNA,ZND,ZKA,ZKD
40 FORMAT ('ZN1=',F8.4,'EXP(j',F6.1,') ZK=',F8.4,'EXP(j',F6.1,')')
Расчет параметров общей схемы замещения
CALL EKCH2(ODIN,0.1*ODIN,NOL,ODIN,(0.023,0.),ALGF(4.6,23.),ALGF(0.009,-74.),(44.,0.),A,B,C,D)
CALL EKCH2(A,B,C,D,ODIN,NOL,ODIN/ZCF(16.,25.),ODIN,AK,BK,CK,DK)
CALL EKCH2(ODIN,100+ZCF(16.,25.),NOL,ODIN,(27.7,0.),ALGF(4.2,30.),ALGF(0.006,-80.),(0.0361,0.),A,B,C,D)
CALL EKCH2(A,B,C,D,ODIN,0.1*ODIN,NOL,ODIN,AN,BN,CN,DN)
CALL XAD(AK,AKA,AKD)
CALL XAD(BK,BKA,BKD)
CALL XAD(CK,CKA,CKD)
CALL XAD(DK,DKA,DKD)
CALL XAD(AN,ANA,AND)
CALL XAD(BN,BNA,BND)
CALL XAD(CN,CNA,CND)
CALL XAD(DN,DNA,DND)
WRITE(6,41)ANA,AND,BNA,BND
WRITE(6,42)CNA,CND,DNA,DND
WRITE(6,43)AKA,AKD,BKA,BKD
WRITE(6,44)CKA,CKD,DKA,DKD
41 FORMAT ('AN=',F8.3,'EXP(j',F6.1,') BN=',F9.3,'EXP(j',F6.1,')')
42 FORMAT ('CN=',F8.3,'EXP(j',F6.1,') DN=',F8.3,'EXP(j',F6.1,')')
43 FORMAT ('AK=',F8.3,'EXP(j',F6.1,') BK=',F8.3,'EXP(j',F6.1,')')
44 FORMAT ('CK=',F8.3,'EXP(j',F6.1,') DK=',F8.3,'EXP(j',F6.1,')')
DATA L/0.5,0.7,1.,1.5,1.7,2./ Длина рельсовой линии
DO N=3,12
RI(N-2)=N*0.1
END DO
RI(11)=1.5
RI(12)=100
DO 1 NL=1,6
DO 1 NRI=1,12
I=UPPN/ZPP
U=UPPN
I=I+U/ZCF(16.,25.)
CALL CAFOF(U,I,(0.023,0.),ALGF(4.6,23.),ALGF(0.009,-74.),(44.,0.),U,I)
U=U+I*0.1
CALL LICAN(KIS,L(NL),ZR,RI(NRI),U,I,U,I)
U=U+I*0.1
CALL CAFOF(U,I,(27.7,0.),ALGF(4.2,30.),ALGF(0.006,-80.),(0.0361,0.),U,I)
U=U+I*(100+ZCF(16.,25.))
CALL XAD(U,UAN(NL,NRI),UDN(NL,NRI))
UAN(NL,NRI)=UAN(NL,NRI)/COS(RAD(UDN(NL,NRI)))
1 CONTINUE
CALL PRITAC(6,12,1,UAN,UDN,6,12,1,L,RI)
DO N=1,11
DL(N)=(N-1)*0.1
END DO
DO 2 NL=1,6
DO 2 NDL=1,11
L1=DL(NDL)*L(NL)
L2=L(NL)-L1
I=UPPSK/ZPP
U=UPPSK
I=I+U/ZCF(16.,25.)
CALL CAFOF(U,I,(0.023,0.),ALGF(4.6,23.),ALGF(0.009,-74.),(44.,0.),U,I)
U=U+I*0.1
U=U+I*ZR*L2
I=I+U/0.06
U=U+I*ZR*L1
U=U+I*0.1
CALL CAFOF(U,I,(27.7,0.),ALGF(4.2,30.),ALGF(0.006,-80.),(0.0361,0.),U,I)
U=U+I*(100+ZCF(16.,25.))
CALL XAD(U,UAS(NL,NDL),UDS(NL,NDL))
UAS(NL,NDL)=UAS(NL,NDL)/COS(RAD(UDS(NL,NDL)))
2 CONTINUE
CALL PRITAC(6,11,1,UAS,UDS,6,11,1,L,DL)
DO 3 NL=1,6
DO 3 NRI=1,12
DO 3 NLO=1,11
L1=(NLO-1)*L(NL)/10.
I=UPPSK/ZPP
U=UPPSK
I=I+U/ZCF(16.,25.)
CALL CAFOF(U,I,(0.023,0.),ALGF(4.6,23.),ALGF(0.009,-74.),(44.,0.),U,I)
U=U+I*0.1
CALL LINEC(1,4,L(NL),L1,ZR,E,P,RI(NRI),A,B,C,D)
CALL CAFOF(U,I,A,B,C,D,U,I)
U=U+I*0.1
CALL CAFOF(U,I,(27.7,0.),ALGF(4.2,30.),ALGF(0.006,-80.),(0.0361,0.),U,I)
U=U+I*(100+ZCF(16.,25.))
CALL XAD(U,UAK(NL,NRI,NLO),UDK(NL,NRI,NLO))
UAK(NL,NRI,NLO)=UAK(NL,NRI,NLO)/COS(RAD(UDK(NL,NRI,NLO)))
3 CONTINUE
CALL PRITAC(6,12,11,UAK,UDK,6,12,11,L,RI)
END PROGRAM PR1
FUNCTION RAD(D)
RAD=D/57.29578
RETURN
END
COMPLEX FUNCTION ALGF(A,D)
ALGF=CMPLX(A*COS(RAD(D)),A*SIN(RAD(D)))
RETURN
END
FUNCTION DEGF(A)
COMPLEX A
E=1.0E-20
AI=AIMAG(A)
RE=REAL(A)
IF ((ABS(AI).LT.E).AND.(ABS(RE).LT.E)) GO TO 5
DEGF=57.29578*ATAN2(AI,RE)
RETURN
5 DEGF=0.0
RETURN
END
SUBROUTINE CAFOF(UK,IK,A,B,C,D,UN,IN)
COMPLEX UK,IK,A,B,C,D,UN,IN,F1,F2
F1=A*UK+B*IK
F2=C*UK+D*IK
UN=F1
IN=F2
RETURN
END
SUBROUTINE LINEF(KIS,L,ZR,RI,A,B,C,D)
COMPLEX ZR,A,B,C,D,ZW,G,GL,CH,SH,CCOSH,CSINH
REAL L,RI
ZW=CSQRT(ZR*RI)
G= CSQRT(ZR/RI)
GL=G*L
SH=CSINH(GL)
CH=CCOSH(GL)
B=ZW*SH
GO TO (1,2,3,4),KIS
1 A=CH
C=SH/ZW
D=A
RETURN
4 A=SH+CH
C=((2.0,0.0)/ZW)*A
D=A
RETURN
2 A=SH+CH
C=A/ZW
D=CH
RETURN
3 D=SH+CH
C=D/ZW
A=CH
RETURN
END
COMPLEX FUNCTION ZCF(C,F)
ZCF=CMPLX(0.0,-(10.0**6/(2.0*3.1415926*F*C)))
RETURN
END
SUBROUTINE LICAN(KIS,L,ZR,RI,UK,IK,UN,IN)
COMPLEX UK,IK,UN,IN,ZR,A,B,C,D
REAL L
CALL LINEF(KIS,L,ZR,RI,A,B,C,D)
CALL CAFOF(UK,IK,A,B,C,D,UN,IN)
RETURN
END
SUBROUTINE PRITAC(DN,DK,DJ,A,D,SN,SK,SJ,G,V)
INTEGER DN,DK,DJ,SK,SN,SJ
CHARACTER CH*14
DIMENSION A(DN,DK,DJ),D(DN,DK,DJ),G(SN),V(SK)
CH='--------------'
WRITE(6,10) (CH,N=1,SN)
WRITE(6,11) (G(N),N=1,SN)
WRITE(6,10) (CH,N=1,SN)
DO 3 K=1,SK
WRITE(6,12) V(K), (A(N,K,1),D(N,K,1), N=1,SN)
IF (SJ.EQ.1) GO TO 3
DO 4 J=2,SJ
4 WRITE(6,13) (A(N,K,J),D(N,K,J) ,N=1,SN)
3 WRITE(6,10) (CH,N=1,SN)
10 FORMAT(1X,8(1H-),20(A))
11 FORMAT( 9X,20('|',F10.3,3X))
12 FORMAT(1X,F8.3,20('|',F6.2,F6.1,1X))
13 FORMAT( 9X,20('|',F6.2,F6.1,1X))
RETURN
END
COMPLEX FUNCTION CSINH(X)
COMPLEX X
CSINH=(CEXP(X)-CEXP(-X))/(2.0,0.0)
RETURN
END
COMPLEX FUNCTION CCOSH(X)
COMPLEX X
CCOSH=(CEXP(X)+CEXP(-X))/(2.0,0.0)
RETURN
END
COMPLEX FUNCTION CTANH(X)
COMPLEX X,E1,E2
E1=CEXP(X)
E2=CEXP(-X)
CTANH=(E1-E2)/(E1+E2)
RETURN
END
SUBROUTINE XAD(X,A,D)
COMPLEX X
A=CABS(X)
D=DEGF(X)
RETURN
END
COMPLEX FUNCTION ZPARAL(Z1,Z2)
COMPLEX Z1,Z2
ZPARAL=(Z1*Z2)/(Z1+Z2)
RETURN
END
COMPLEX FUNCTION ZBXCHN(A,B,C,D,Z)
COMPLEX A,B,C,D,Z
ZBXCHN=(A*Z+B)/(C*Z+D)
RETURN
END
SUBROUTINE EKCH2(A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2,A,B,C,D)
COMPLEX A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2,A,B,C,D,F1,F2,F3,F4
F1=A1*A2+B1*C2
F2=A1*B2+B1*D2
F3=C1*A2+D1*C2
F4=C1*B2+D1*D2
A=F1
B=F2
C=F3
D=F4
RETURN
END
SUBROUTINE OM2(M1,K1,M2,K2,MS)
COMPLEX M1(2,2),M2(2,2),MS(2,2),A,B,C,D
GO TO (1,2),K1
1 GO TO (3,4),K2
3 A=M1(1,1)*M2(1,1)+M1(1,2)*M2(2,1)
B=M1(1,1)*M2(1,2)+M1(1,2)*M2(2,2)
C=M1(2,1)*M2(1,1)+M1(2,2)*M2(2,1)
D=M1(2,1)*M2(1,2)+M1(2,2)*M2(2,2)
GO TO 5
4 A=M1(1,1)*M2(2,2)+M1(1,2)*M2(2,1)
B=M1(1,1)*M2(1,2)+M1(1,2)*M2(1,1)
C=M1(2,1)*M2(2,2)+M1(2,2)*M2(2,1)
D=M1(2,1)*M2(1,2)+M1(2,2)*M2(1,1)
GO TO 5
2 GO TO (6,7),K2
6 A=M1(2,2)*M2(1,1)+M1(1,2)*M2(2,1)
B=M1(2,2)*M2(1,2)+M1(1,2)*M2(2,2)
C=M1(2,1)*M2(1,1)+M1(1,1)*M2(2,1)
D=M1(2,1)*M2(1,2)+M1(1,1)*M2(2,2)
GO TO 5
7 A=M1(2,2)*M2(2,2)+M1(1,2)*M2(2,1)
B=M1(2,2)*M2(1,2)+M1(1,2)*M2(1,1)
C=M1(2,1)*M2(2,2)+M1(1,1)*M2(2,1)
D=M1(2,1)*M2(1,2)+M1(1,1)*M2(1,1)
5 MS(1,1)=A
MS(1,2)=B
MS(2,1)=C
MS(2,2)=D
RETURN
END
SUBROUTINE OM3(M1,K1,M2,K2,M3,K3,MS)
COMPLEX M1(2,2),M2(2,2),M3(2,2),MS(2,2),MA(2,2)
CALL OM2(M1,K1,M2,K2,MA)
CALL OM2(MA,1,M3,K3,MS)
RETURN
END
SUBROUTINE OM4(M1,K1,M2,K2,M3,K3,M4,K4,MS)
COMPLEX M1(2,2),M2(2,2),M3(2,2),M4(2,2),MS(2,2),MA(2,2)
CALL OM3(M1,K1,M2,K2,M3,K3,MA)
CALL OM2(MA,1,M4,K4,MS)
RETURN
END
SUBROUTINE OM5(M1,K1,M2,K2,M3,K3,M4,K4,M5,K5,MS)
COMPLEX M1(2,2),M2(2,2),M3(2,2),M4(2,2),M5(2,2),MS(2,2),MA(2,2)
CALL OM4(M1,K1,M2,K2,M3,K3,M4,K4,MA)
CALL OM2(MA,1,M5,K5,MS)
RETURN
END
SUBROUTINE PEMA(UK,IK,M,K,UN,IN)
COMPLEX UK,IK,M(2,2),UN,IN,F1,F2
GO TO (1,2),K
1 F1=UK*M(1,1)+IK*M(1,2)
F2=UK*M(2,1)+IK*M(2,2)
GO TO 3
2 F1=UK*M(2,2)+IK*M(1,2)
F2=UK*M(2,1)+IK*M(1,1)
3 UN=F1
IN=F2
RETURN
END
SUBROUTINE MCH1(AA,AD,BA,BD,CA,CD,DA,DD,M)
COMPLEX ALGF,M(2,2)
M(1,1)=ALGF(AA,AD)
M(1,2)=ALGF(BA,BD)
M(2,1)=ALGF(CA,CD)
M(2,2)=ALGF(DA,DD)
RETURN
END
SUBROUTINE MCH2(A,B,C,D,M)
COMPLEX A,B,C,D,M(2,2)
M(1,1)=A
M(1,2)=B
M(2,1)=C
M(2,2)=D
RETURN
END
COMPLEX FUNCTION ZBXMN(M,K,Z)
COMPLEX M(2,2),Z
GO TO (1,2),K
1 ZBXMN=(M(1,1)*Z+M(1,2))/(M(2,1)*Z+M(2,2))
RETURN
2 ZBXMN=(M(2,2)*Z+M(1,2))/(M(2,1)*Z+M(1,1))
RETURN
END
SUBROUTINE MZPOS1(A,D,M)
COMPLEX ALGF,M(2,2)
M(1,1)=1.
M(1,2)=ALGF(A,D)
M(2,1)=0.
M(2,2)=1.
RETURN
END
SUBROUTINE MZPOS2(Z,M)
COMPLEX Z,M(2,2)
M(1,1)=1.
M(1,2)=Z
M(2,1)=0.
M(2,2)=1.
RETURN
END
SUBROUTINE MZPAR1(A,D,M)
COMPLEX ALGF,M(2,2)
M(1,1)=1.
M(2,1)=1./ALGF(A,D)
M(1,2)=0.
M(2,2)=1.
RETURN
END
SUBROUTINE MZPAR2(Z,M)
COMPLEX Z,M(2,2)
M(1,1)=1.
M(2,1)=1./Z
M(1,2)=0.
M(2,2)=1.
RETURN
END
SUBROUTINE PDNR(U,I)
COMPLEX U,I
REAL IA,ID
CALL XAD(U,UA,UD)
CALL XAD(I,IA,ID)
WRITE(6,50)UA,UD,IA,ID
50 FORMAT ('U=',F8.4,'EXP(j',F6.1,') I=',F8.4,'EXP(j',F6.1,')')
RETURN
END
SUBROUTINE LINEC(KIS,KDT,L,L1,ZR,E,P,RI,A,B,C,D)
COMPLEX G,ZW,G1,E,SK,EK,ZR,CSINH,CCOSH,CTANH,SH,CH,SH1,CH1,CSQRT,SH2,CH2,GL,GL1,GL2,F1,F2,OD,DW,H1,A,B,C,D,A1,B1,C1,D1,SHCH
REAL L,L1,L2
OD=(1.,0.)
DW=(2.,0.)
L2=L-L1
ZW=CSQRT(ZR*CMPLX(RI,0.))
G= CSQRT(ZR/CMPLX(RI,0.))
H1=CMPLX(SQRT(1.+2.*P),0.)
EK=H1*E
GL=G*CMPLX(L,0.)
GL1=G*CMPLX(L1,0.)
GL2=G*CMPLX(L2,0.)
CH=CCOSH(GL)
SH=CSINH(GL)
SH1=CSINH(GL1)
CH1=CCOSH(GL1)
SH2=CSINH(GL2)
CH2=CCOSH(GL2)
IF (KDT.EQ.1) GO TO 13
A1=CH1*SH2
B1=CH1*CH2
C1=SH1*SH2
D1=SH1*CH2
IF (KDT.NE.4) GO TO 16
EK=EK*DW
A=CH+EK*A1
B=ZW*(SH+EK*B1)
C=(SH+EK*C1)/ZW
D=CH+EK*D1
RETURN
16 G1=(E*G)/H1
IF (KDT.EQ.3) GO TO 12
SK=OD/CTANH(G1*L1)+OD
17 F1=EK*SK
A=CH+A1*F1
B=ZW*(SH+B1*F1)
C=(SH+C1*F1)/ZW
D=CH+D1*F1
RETURN
12 SK=OD/CTANH(G1*L2)+OD
GO TO 17
13 F1=EK*CH1
F2=EK*SH1
GO TO (2,14,14,3),KIS
2 G1=(E*G)/H1
SK=OD/CTANH(G1*L1)+OD/CTANH(G1*L2)
F1=F1*SK
F2=F2*SK
A=CH+F1*SH2
B=ZW*(SH+F1*CH2)
C=(SH+F2*SH2)/ZW
D=CH+F2*CH2
RETURN
3 EK=DW*EK
SHCH=SH+CH
F1=EK*CH1
A=SHCH+F1*(SH2+CH2)
B=ZW*(SH+F1*CH2)
C=(DW/ZW)*(OD+E*H1*SHCH)
D=SHCH+EK*CH2*(SH1+CH1)
RETURN
14 F1=F1*DW
F2=F2*DW
SHCH=SH+CH
IF (KIS.EQ.3) GO TO 9
SK=SH2+CH2
A=SHCH+F1*SK
B=ZW*(SH+F1*CH2)
C=(SHCH+F2*SK)/ZW
D=CH+F2*CH1
RETURN
9 SK=SH1+CH1
A=CH+F1*SH2
B=ZW*(SH+F1*CH2)
F1=DW*EK*SK
C=(SHCH+F1*SH2)/ZW
D=SHCH+F1*CH1
RETURN
END