基于力觀測(cè)器的高速列車(chē)牽引及粘著控制研究.pdf

1、在我國(guó)高速鐵路路網(wǎng)規(guī)模大、跨度廣，沿線(xiàn)復(fù)雜的地形、地質(zhì)、氣候等客觀條件下，列車(chē)運(yùn)行環(huán)境隨著車(chē)速的提升變得越來(lái)越復(fù)雜多變。保證列車(chē)在這種高速度遠(yuǎn)距離條件下安全平穩(wěn)運(yùn)行，本質(zhì)上取決于施加在列車(chē)上各種力的產(chǎn)生機(jī)理、變化過(guò)程、相互作用及控制效果。
　　本文主要分為下面幾個(gè)部分:
　　首先進(jìn)行了高速列車(chē)受力分析和輪軌粘著基本理論研究:分別詳細(xì)介紹了列車(chē)牽引力、制動(dòng)力、運(yùn)行阻力的產(chǎn)生原因、組成結(jié)構(gòu)及影響因素;從微觀角度分析了輪軌粘著過(guò)程

2、;闡述了輪軌粘著特性及其主要影響因素。
　　進(jìn)而分別建立了單位移多質(zhì)點(diǎn)的高速列車(chē)縱向動(dòng)力學(xué)模型和車(chē)速影響下的三維輪軌粘著數(shù)學(xué)模型，該類(lèi)模型考慮了車(chē)間作用力、列車(chē)運(yùn)行阻力、輪軌氣墊效應(yīng)等非線(xiàn)性因素，更貼近系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況?；谠擃?lèi)模型，提出一種基于力觀測(cè)器的牽引控制方法，研究了基于雙力觀測(cè)器和基于合力觀測(cè)器兩種方案，其基本原理是利用干擾觀測(cè)器原理設(shè)計(jì)出粘著力觀測(cè)器、干擾力觀測(cè)器及合成力觀測(cè)器，以得到粘著力估計(jì)值、干擾力估計(jì)值及合成

3、力估計(jì)值，將估計(jì)值引入控制過(guò)程，形成力層面的閉環(huán)反饋控制，保證頂層粘著力指令值滿(mǎn)足牽引控制要求，底層粘著力按指令值得以最終實(shí)施，實(shí)現(xiàn)在克服非線(xiàn)性的列車(chē)運(yùn)行阻力、車(chē)廂間作用力和時(shí)變的輪軌粘著條件等擾動(dòng)下高精度跟蹤牽引目標(biāo)速度曲線(xiàn)。
　　在粘著控制研究中，基于單軸動(dòng)力學(xué)模型提出一種新型的主動(dòng)粘著控制方法，其基本工作原理是:基于全維狀態(tài)觀測(cè)器原理設(shè)計(jì)出粘著力矩觀測(cè)器，采用粘著力矩估計(jì)值和變步長(zhǎng)算法實(shí)時(shí)計(jì)算出自適應(yīng)限制轉(zhuǎn)矩，利用該轉(zhuǎn)矩對(duì)牽