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列车横向半主动悬挂模糊预测控制的研究
| 论文题名： | 列车横向半主动悬挂模糊预测控制的研究 |
| 关键词： | 横向振动;系统仿真;半主动悬挂;模糊控制;铁路列车 |
| 摘要： | 铁路在运行速度、运输能力、节能环保等方面都具有明显优势，也是当前旅客出行和货物运输的主要方式。然而，列车运行时受到轨道不平顺的激扰和空气动力等因素的影响，导致列车车体产生多自由度的随机振动，将会降低旅客的乘车舒适度，严重时甚至会影响到列车的平稳运行。为解决和减缓列车的横向振动问题、提高列车运行的平稳性和舒适度，本文所做工作如下: (1)采用具有低功耗，可控性强等特点的半主动悬挂控制方式，它能够在系统出现故障时自动转换成为被动悬挂系统，保证列车的安全运行。通过MATLAB\SIMULINK软件搭建列车十七自由度仿真模型，并以德国低干扰高速轨道谱作为仿真实验中的输入信号。 (2)由于列车横向振动模型的复杂性，将具有模糊约束的广义预测算法应用在列车的半主动悬挂控制系统中，能够有效的减少模型的不精确所带来的实际问题，并阐述了控制器参数的选取原则。预测模型采用三自由度半车简化模型，能够有效简化算法设计中的模型辨识过程。 (3)根据天棚阻尼原理以及可调阻尼减振器的基本原理设计了减振器模拟模块。对所设计的列车半主动悬挂控制系统在不同时速下进行仿真研究，并根据列车平稳性评价指标对所得结果进行分析。 从分析结果得出:应用具有模糊约束的广义预测控制算法的半主动悬挂系统与被动悬挂方式进行比较，车体的时域横向加速度峰值降低了46％～59％;横向加速度的均方根值减小了约有50％～58％;列车的横向平稳性指标改善了17％～22％，与GPC_PID半主动悬挂系统相比各项评价指标也提升了10％左右。证明了该算法能够有效的降低列车的横向振动，提高列车运行的平稳性，改善旅客的乘坐舒适度。仿真结果验证了该算法的有效性，具有较高的现实意义。 |
| 作者： | 李明 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 金炜东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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