高速列车横向17自由度模型

1、内容简介

略272

2、内容说明

半主动悬挂控制是提高高速列车横向平稳性有效的方法。然而, 车辆动力学模型的复杂性, 用复杂模型设计出的控制器也是复杂的, 且需要多个传感器对多个物理量进行检测, 使其很难在实际车辆中应用。针对这一问题, 提出一种有利于控制算法设计, 又能反映车辆横向振动主要特点的 3自由度简化模型和利于控制算法性能研究仿真的 17 自由度模型, 用 3自由度模型设计自适应预测控制算法, 用 17自由度模型进行仿真验证, 有效解决了模型与控制的矛盾问题。

高速列车的横向平稳性恶化, 主要是由于轨道的水平不顺和方向不平顺引起四个轮对横移和摇头、前后转向架和车体的横移、侧滚和摇头运动引起的。半主动悬挂控制是提高车辆平稳性行之有效方法[ 1, 2] 。在半主动悬挂控制算法设计过程中, 需要建立车辆的模型。因为对象模型是分析系统、预测输出和设计控制算法的有力工具, “控制 ”和 “模型”就象一对 “孪生 ” 兄弟, 受控制系统的数学模型总是研究控制系统的出发点或归宿[ 3] 。然而, 轮轨存在非线性耦合, 轮对、构架和车体之间存在多自由度的复杂振动, 难于建立车辆横向动力学精确模型, 即使能建立出精确模型, 其模型也是高阶、多变量和非线性的。而控制器的复杂度取决于被控对象的模型的复杂程度, 用这种复杂的模型所设计出的控制器也较复杂, 且要求传感器检测的物理量较多,很难在实际中应用[ 4] 。用于设计横向半主动悬挂控制器的车辆横向模型与车辆横向动力学模型是可以有一定区别的。车辆动力学模型一般要考虑轮轨非线性蠕滑力、车体的弹性模态、钢轨的弹性、轮对的扰动等因素;而车体横向半主动悬挂控制模型则可不必考虑这些因素, 可使受对象模型大简化。简化受控对象模型有利于优化设控制算法,但用该简化模型进行控制算法仿真分析结果与实际控制系统运行情况相差较大, 甚至相反的结论。即控制系统的仿真结果 , 不能正确评价实际控制系统的性能。而系统的复杂模型需较能反应系统的真实情况 ,却难于利用它设计出有实际应用价值的控制器。为解决这一矛盾 , 论文分别建立出轨道随机不平

3、仿真分析

4、参考论文

www.cn-ki.net_高速列车横向主动、半主动悬挂控制研究.pdf
列车横向半主动悬挂自适应控制方法研究_金光大.caj
高速列车横向半主动悬挂系统建模研究及分析_陈春俊 (1).pdf

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