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原文传递基于磁流变阻尼器单轴转向架跨座式单轨车辆半主动悬架控制及仿真分析

论文题名：	基于磁流变阻尼器单轴转向架跨座式单轨车辆半主动悬架控制及仿真分析
关键词：	单轴单轨车辆;转向架跨座式;半主动悬架控制;动力学性能;磁流变阻尼器
摘要：	在“碳中和、碳达峰”的理念背景下，城市轨道交通作为绿色出行的代表逐渐成为更多人的通勤首选。其中，单轴转向架跨座式单轨车辆（以下简称单轴单轨车辆）具有转弯半径小，适应线路能力强，同等运量下更加节能以及经济效益更好的特点，成为许多中小城市发展轨道交通的最佳选择。单轴单轨车辆悬架系统采用沙漏簧，沙漏簧结构简单，便于维修，可以降低车辆运营维护成本。但是，采用沙漏簧的单轴单轨车辆通过轨道梁连接处指型板时，会出现车辆垂直方向剧烈振动的现象，严重降低车辆运行品质，影响乘客出行的感受。如何在降低车辆制造成本、维护成本的基础上，改善车辆垂向振动，增强乘客的乘坐舒适性，是目前面临的严峻挑战。　　基于上述问题，本文以降低单轴单轨车辆垂向振动，提高车辆运行品质，控制车辆制造成本、维护成本为目的，提出一种采用磁流变阻尼器代替现行悬挂系统中垂向减振器的半主动悬架方案，采用理论分析、联合仿真的方法开展基于半主动悬挂系统的单轴单轨车辆动力学性能研究。具体研究工作如下：　　（1）对单轴单轨车辆结构进行分析，包括车体结构、转向架结构、悬架结构，分析车辆走行机理，研究车辆拓扑结构关系，分析车体和转向架受力，建立基于现行悬挂系统的单轴单轨车辆动力学模型。参考GB/T5599-2019，探究现行悬挂系统车辆动力学性能，揭示现行悬挂系统车辆在通过指型板时垂向平稳性较差的问题。　　（2）通过对比分析磁流阻尼器的类型，选择单筒式阻尼器作为半主动悬架作动器的载体，分析磁流变阻尼器的力学模型，选择Dahl模型阻尼器代替现行悬挂系统的垂向减振器，结合某产品的力学特性测试数据，建立该模型的正向仿真模型，采用BP神经网络建立逆向仿真模型，并验证模型的正确性。　　（3）在上述研究基础上，提出基于磁流变阻尼器的单轴单轨车辆半主动悬挂系统方案，分析车辆实现半主动控制联合仿真机理，研究车辆半主动控制结构。分析两种轨道车辆控制策略的特点，搭建两种控制策略下的半主动悬挂系统控制器，对两种控制策略下的车体垂向加速度进行仿真对比分析，确定连续天棚阻尼控制作为本文的控制策略。　　（4）基于ADAMS-MATLAB联合仿真平台，建立基于磁流变阻尼器半主动悬挂系统的单轴单轨车辆动力学模型，开展磁流变悬挂系统车辆动力学性能分析评价。对比分析两种悬挂系统的车辆动力学性能，进一步验证单轴单轨车辆采用磁流变半主动悬架方案代替现行悬挂系统，降低单轨车辆垂向振动，提高车辆运行品质，控制车辆制造成本、维护成本的可行性。
作者：	常聪
专业：	车辆工程
导师：	杜子学
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2022