測力輪對標(biāo)定試驗臺同步加載系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、軌道車輛的動力學(xué)性能是評定軌道車輛性能好壞的一個重要指標(biāo)，并決定著軌道車輛能否投入線路使用，并且愈加受到專家學(xué)者們的關(guān)注。測力輪對在軌道車輛動力學(xué)性能試驗中扮演著重要的角色，通過測力輪對來檢測軌道車輛與輪軌之間的相互作用力，并計算出相應(yīng)的脫軌系數(shù)等指標(biāo)，評估軌道車輛的動力學(xué)性能。進(jìn)行高精度的測力輪對標(biāo)定工作，對于軌道車輛動力學(xué)試驗起著極為重要的作用，對測力輪對進(jìn)行準(zhǔn)確的標(biāo)定，成為了車輛動力學(xué)性能試驗進(jìn)行的前提。測力輪對標(biāo)定試驗臺可以很好

2、地解決了這個問題，如何實現(xiàn)對測力輪對進(jìn)行精確的加載并精確的得到測力輪對的輪軌力與形變量之間的關(guān)系，是測力輪對標(biāo)定試驗臺研究的一個重點。本文以測力輪對標(biāo)定試驗臺中的垂向液壓加載系統(tǒng)為對象，以輪對在垂向加載時涉及到的兩個液壓缸垂向位置同步控制以及垂向?qū)唽κ┘拥募虞d力同步精確控制為目標(biāo)，研究試驗臺的加載系統(tǒng)。
　　首先，對測力輪對標(biāo)定試驗臺加載系統(tǒng)的加載原理進(jìn)行了分析，并對比了多種現(xiàn)在使用較多的同步控制油路設(shè)計方法，結(jié)合試驗臺的功能和

3、要求，設(shè)計了同步控制油路，確定同步控制系統(tǒng)的方案及硬件系統(tǒng)設(shè)計。
　　然后，建立加載系統(tǒng)中各個元件的數(shù)學(xué)模型，并化簡得到加載系統(tǒng)的方框圖和傳遞函數(shù)。為方便分析，將輪對視為剛體，建立了考慮組合承載按與試驗臺架間的滑動摩擦力、兩液壓缸之間的耦合關(guān)系等因素的同步加載系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。結(jié)合電液伺服加載系統(tǒng)自身非線性、時變性等特點，為了提高控制精度，基于模糊控制理論和變論域思想，研究其同步控制問題。為了解決模糊PID控制器由于規(guī)則數(shù)量限制等原因

4、導(dǎo)致的控制精度低等問題，設(shè)計了變論域模糊PID控制算法，并且采用一種基于等同控制與偏差耦合控制相結(jié)合的控制方法，來提高試驗臺在加載過程中雙液壓缸垂向運(yùn)動的同步性能。
　　最后，仿真分析與實驗驗證。運(yùn)用Matlab中的Simulink模塊對加載系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，采用模糊PID和變論域模糊PID控制算法對系統(tǒng)進(jìn)行控制。模擬試驗臺在實際應(yīng)用時的加載要求，分別對位置和力同步控制進(jìn)行仿真，驗證了應(yīng)用變論域模糊PID控制算法的正確性以及所設(shè)計