動(dòng)車橫向失穩(wěn)檢測與魯棒控制研究.pdf

1、隨著軌道車輛邁向高速化發(fā)展時(shí)期,因列車蛇行運(yùn)動(dòng)惡化導(dǎo)致橫向失穩(wěn)現(xiàn)象的出現(xiàn),引發(fā)列車運(yùn)行品質(zhì)急劇惡化、輪軌間相互作用強(qiáng)烈,造成線路和車輛嚴(yán)重?fù)p傷,甚至?xí)l(fā)脫軌。因此,為保證動(dòng)車組安全、平穩(wěn)運(yùn)行,研究抑制車輛蛇行運(yùn)動(dòng)方法十分必要。現(xiàn)階段,研究人員已揭示出蛇行運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理,即車輛自身結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致車輛橫向振動(dòng)的本質(zhì)原因。相關(guān)軌道車輛制造廠家也采取了多種手段抑制蛇行運(yùn)動(dòng),但是因鐵路運(yùn)營線路環(huán)境復(fù)雜性,上述手段存在著一定的局限性。
　　針對(duì)列

2、車外部運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性,以及車輛內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不確定性,實(shí)時(shí)對(duì)軌道車輛振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測,并采用抗擾動(dòng)能力強(qiáng)的控制算法對(duì)其進(jìn)行抑制是十分必要的。只有通過在線振動(dòng)狀態(tài)檢測與控制兩方面共同作用,才能對(duì)其進(jìn)行有效控制。以往列車振動(dòng)檢測手段采用離線+硬件檢測方式,缺乏與外界交互靈活性,同時(shí),硬件檢測方式存在著故障率較高等多種弊端。隨著近些年虛擬儀器的迅猛發(fā)展,復(fù)雜硬件電路都可能利用軟件化方法替代,在節(jié)約成本(時(shí)間、經(jīng)濟(jì))的同時(shí),功能便于二次開發(fā)和維護(hù)

3、簡便都是其突出的優(yōu)勢?？紤]到動(dòng)車實(shí)際運(yùn)行工況復(fù)雜性,利用硬件模擬列車現(xiàn)場運(yùn)行工況難度很大,而虛擬試驗(yàn)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為基礎(chǔ),可為車輛狀態(tài)檢測、調(diào)試及運(yùn)行性能評(píng)估等車輛產(chǎn)品前期性能調(diào)試奠定基礎(chǔ),為車輛相關(guān)產(chǎn)品高效、低成本開發(fā)和研制提供一條有效的途徑。本文采用虛擬儀器LabVIEW設(shè)計(jì)動(dòng)車蛇行運(yùn)動(dòng)監(jiān)測平臺(tái),實(shí)時(shí)檢測運(yùn)行動(dòng)車橫向振動(dòng)參數(shù),同時(shí),對(duì)檢測歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析與運(yùn)行品質(zhì)的評(píng)價(jià)工作。
　　針對(duì)列車運(yùn)行過程中受到內(nèi)外復(fù)雜擾動(dòng)

4、兩方面因素,精確的控制模型難以實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的控制算法大多基于精確數(shù)學(xué)模型展開研究,存在一定的局限性。而魯棒控制理論在處理不確定問題上優(yōu)勢突出。論文以某型號(hào)動(dòng)車組單節(jié)拖車為研究對(duì)象,利用 H∞混合靈敏度控制方法,建立車輛橫向廣義不確定性 PS/T振動(dòng)模型。利用線性矩陣不等式(LMI)給出其魯棒控制器存在的充要條件,求解橫向振動(dòng)魯棒控制器,并運(yùn)用虛擬試驗(yàn)方法對(duì)閉環(huán)橫向控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與處理分析。仿真結(jié)果表明,與被動(dòng)懸架控制方法對(duì)比,所設(shè)計(jì)