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

1、軌道車輛的動(dòng)力學(xué)性能是評定軌道車輛性能好壞的一個(gè)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(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)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(jì)算出相應(yīng)的脫軌系數(shù)等指標(biāo)，評估軌道車輛的動(dòng)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(dòng)力學(xué)試驗(yàn)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(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)進(jìn)行的前提。測力輪對標(biāo)定試驗(yàn)臺可以很好

2、地解決了這個(gè)問題，如何實(shí)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(yàn)臺研究的一個(gè)重點(diǎn)。本文以測力輪對標(biāo)定試驗(yàn)臺中的垂向液壓加載系統(tǒng)為對象，以輪對在垂向加載時(shí)涉及到的兩個(gè)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(yàn)臺的加載系統(tǒng)。
　　首先，對測力輪對標(biāo)定試驗(yàn)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(jì)方法，結(jié)合試驗(yàn)臺的功能和

3、要求，設(shè)計(jì)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(jì)。
　　然后，建立加載系統(tǒng)中各個(gè)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(yàn)臺架間的滑動(dòng)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(shí)變性等特點(diǎn)，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(jì)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(yàn)臺在加載過程中雙液壓缸垂向運(yùn)動(dòng)的同步性能。
　　最后，仿真分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(yàn)臺在實(shí)際應(yīng)用時(shí)的加載要求，分別對位置和力同步控制進(jìn)行仿真，驗(yàn)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(jì)