基于构架横向振动控制的高速列车主动稳定性研究

发布时间：2024-03-11 23:28

　　随着运行速度和运行里程的增加,高速列车面临着越来越多的动力学问题,传统被动悬挂难以满足所有要求。因此国内外提出各种主动控制方案,以进一步改善车辆在极端工况的动力学性能。本文针对高速列车提出一种基于构架横向振动的主动控制方案,该方案将惯性作动器安装在转向架的前后端梁。通过由惯性作动器产生的的主动控制力提高车辆蛇行稳定性和直线运行性能,该方案具有控制效果好、安装方便和结构可行性强的优点。论文首先建立单个转向架横向动力学模型,该模型共有3个刚体,6个自由度。在构建状态方程后考虑到整个系统的能控性和能观测性,又将其划分出一个构架振动控制子系统,通过反馈构架振动状态实现构架振动抑制从而提高转向架横向动力学性能。并通过转向架比例试验台验证基于构架横向振动的主动控制方案能够有效提高转向架蛇行稳定性。随后在SIMPACK中建立整车多体动力学模型并考虑不同踏面及轨底坡,分析以构架横向振动位移和横向振动速度作为子系统反馈状态量的主动控制方案在不同反馈系数及运行工况下对车辆线性稳定性、非线性稳定性、直线运行性能的影响。结果表明:以构架横向振动位移和振动速度作为反馈状态量实现构架横向振动主动控制的方案均会影响...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 车辆主动控制研究现状
        1.2.1 一系悬挂控制系统研究现状
        1.2.2 二系悬挂控制系统研究现状
    1.3 本文主要工作内容
第2章 车辆主动稳定性控制设计
    2.1 构架横向振动主动控制
        2.1.1 单转向架动力学模型
        2.1.2 惯性作动器模型
        2.1.3 主动控制策略设计
        2.1.4 转向架主动稳定性的试验验证
    2.2 本章小结
第3章 构架主动控制对蛇行稳定性影响
    3.1 车辆多体动力学模型
    3.2 构架横向振动位移反馈对蛇行稳定性影响
        3.2.1 线性稳定性分析
        3.2.2 非线性稳定性分析
    3.3 构架横向振动速度反馈对蛇行稳定性影响
        3.3.1 线性稳定性分析
        3.3.2 非线性稳定性分析
    3.4 本章小结
第4章 构架主动控制对直线运行性能影响
    4.1 构架横向振动位移反馈对直线运行性能影响
    4.2 构架横向振动速度反馈对直线运行性能影响
    4.3 本章小结
第5章 LQR控制设计及分析
    5.1 LQR控制设计
    5.2 仿真结果分析
        5.2.1 LQR控制对蛇行稳定性影响
        5.2.2 LQR控制对直线运行性能分析
    5.3 本章小结
第6章 惯性作动器参数设计与优化
    6.1 作动器参数对蛇行稳定性影响
        6.1.1 线性稳定性分析
        6.1.2 非线性稳定性分析
    6.2 作动器参数对直线运行性能影响
    6.3 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及参与项目



本文编号：3926198