第一閉塞進行!

列車のシミュレーション

加減速の演算

その他いろいろ

力行ノッチ曲線を作る

抵抗制御車の場合

力行のシミュレーションをするためには、第一に、速度に応じてモータにどの程度の電流が流れるのかを計算し、第二に、電流からどの程度の引張力が得られるかを計算する必要があります(ここでは、いずれも力行ノッチ曲線と呼びます)。
ここではまず、速度と電流の関係を表したグラフを作ることを考えます。力行ノッチ曲線は、技術資料として公開されている場合もありますが、公開されていない場合もあるため、このような場合、運転台の電流計を読み取って推定する必要があります。
図1は、力行ノッチ曲線の例です。力行ノッチ曲線は、抵抗制御車の場合、制御器のノッチごとに定義されています。

図1

ノッチごとの差は、接続される抵抗の値や、複数のモータの繋ぎ方、界磁電流などに起因しますが、いずれも、「電流は速度に反比例する」ことが基本となります。
ここで、速度と電流との関係は、という式によって表現することができます。例えば、図1の「S1」ノッチでは、a=2900、b=-16という値を取ります。aおよびbを正確に定義できれば、実車に近いノッチ曲線が得られるというわけです。
例えば、200Aで16km/h、100Aで24km/hというデータがあった場合、およびという二つの式から、a=1600、b=8という値を得ることができます。

電流計を観察してグラフを描く

加速時に電流計を撮影したビデオがあれば、精度はともかく全ての値を推定することができます。

図2

図2は、電流計を観察しながら作成した表です。縦軸が電流、横軸がノッチ、交点が速度を表します。

図3

このような表を作り、次に、図3のような表を作ります。ここでは、セルを二つ選択した状態で、吹き出しに示した関数を入力し、Ctrl+Shift+Enterを押すと、回帰直線の係数(すなわちaおよびb)を算出することができます。
あとは、aおよびbを用いてノッチ曲線を描き、修正すれば(それっぽい)ノッチ曲線を作ることができます。

抵抗制御車以外の場合

書き途中です。(´・ω・`)