(2)研究效率最优PWM技术、软开关技术，以提高电机的功率因数和运行效率，降低交频器自身损耗。通过计算消除特定阶次谐波的PWM，以及利用优化技术减少功率器件开关次数的效率最优PWM等都有助于改进逆变器的输出波形，降低谐波分量，结合零电压或(和)零电流条件下导通和关断功率器件的软开关技术，都有助于提高调速系统的效率；

(3)在感应电机的控制策略方面，采用使电机损耗最小的效率优化控制方法来进一步提高异步电机的效率。这已经成为电机控制领域最活跃的研究课题之一，也是本文研究的重点。近年来涌现出来的感应电机效率优化控制策略主要有基于损耗模型的控制策略、搜索控制器和最小定子电流控制等几类。目前，关于感应电动机效率优化控制策略方面的很多研究成果已经引起了电动汽车领域专家的广泛关注并开始引入到电动汽车电驱动系统中．美国、日本和韩国等国在这方面的研究工作取得了一定的进展，而我国在这方面的研究才刚刚起步。

1.6 本文完成的工作

通过大量文献的学习，了解和掌握现代火车的构造以及分类，完成火车驱动控制仿真系统的方案设计及系统性能参数设计，在对火车驱动牵引电机的传递函数分析的基础上，制定火车驱动的PID控制策略，并以火车启动为仿真场景，运用simulink建立仿真模型对火车驱动的PID控制进行仿真对火车的调速控制进行仿真验证，最后，为了方便演示，运用matlab GUI建立仿真演示界面。

2 电力机车的组成及分类

2.1 电力机车的构造

电力机车由机械部分、电气部分和空气管路系统三部分组成。

2.1.1 机械部分

包括走行部和车体。走行部是承受车辆自重和载重在钢轨上行走的部件，由2轴或3轴转向架以及安装在其上的弹簧悬挂装置、基础制动装置、轮对和轴箱、齿轮传动装置和牵引电动机悬挂装置组成。车体用来安放各种设备，同时也是乘务人员的工作场所，由底架、司机室、台架、侧墙和车顶等部分组成。司机室设在车体的两端，有走廊相通。司机室内安装控制设备，如司机控制器、制动阀、按钮开关、监测仪表和信号灯等。两司机室之间用来安装机车的全部主要设备，有时划分成小室，分别安装辅助机组、开关设备、换流装置以及牵引变压器等。部分电气设备如受电弓、主断路器和避雷器等则安装在车顶上。车钩缓冲装置安装在车体底架的两端牵引梁上。车体和设备的重量通过车体支承装置传递到转向架上，车体支承装置并起传递牵引力与制动力的作用。

2.1.2 电气部分

机车上的各种电气设备及其连接导线。包括主电路、辅助电路、控制电路以及它们的保护系统。①主电路：电力机车的最重要组成部分。它决定机车的基本性能，由牵引电动机以及与之相连接的电气设备和导线共同组成。在主电路中流过全部的牵引负载电流，其电压为牵引电动机的工作电压,或者接触网的网压,所以主电路是电力机车上的高电压大电流的动力回路。它将接触网上的电能转变成列车牵引所 需的牵引动力。②辅助电路：供电给电力机车上的各种辅助电机的电气回路。辅助电机驱动多种辅助机械设备，如冷却牵引电动机和制动电阻用的通风机，供给各种气动器械所需压缩空气的压缩机等。辅助电机可以是直流的，也可以是异步的。③控制电路：由司机控制器和控制电器的传动线圈和联锁触头等组成的低压小功率电路。控制电路的作用是使机车主电路和辅助电路中的各种电器按照一定的程序动作。这样，电力机车即可按照司机的意图运行。④保护系统：保证上述各种电路的设施。按用途可分为：①供给机车和车辆制动所需压缩空气的空气制动气路系统。②供给机车电气设备所需压缩空气的控制气路系统。③供给机车撒砂装置、风嗽叭和刮雨器等辅助装置所需压缩空气的辅助气路系统。