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列车横向半主动悬挂自适应控制方法研究
| 论文题名： | 列车横向半主动悬挂自适应控制方法研究 |
| 关键词： | 车辆横向振动问题;半主动悬挂系统;自适应控制理论;仿真分析 |
| 摘要： | 运输能力是国家经济发展的推进器，而铁路是我国运输能力的主要组成部分之一，因此铁路的发展至关重要。新型高速铁路的修建增强了我国铁路运输的能力，同时对列车的运行速度提出了新的要求。低速时列车的横向振动尚不明显，并未引起较多的关注;列车提高运行速度后，轨道的不平顺性对列车的运行产生了较为明显的影响，导致列车横向振动加剧，严重影响列车运行的平稳性和旅客乘坐列车的舒适度。因此降低列车的横向振动，已成为亟待解决的问题。 本文从列车振动的基本原理出发，对引起列车横向振动的轨道方向不平顺信号和轨道水平不平顺信号进行了数值模拟;设计了列车横向半主动自适应控制系统;利用MATLAB/SIMULINK工具构建了列车半主动悬挂控制系统，并进行了仿真研究。具体的工作内容主要由以下几方面组成: (1)分析了列车采用半主动悬挂系统的必要性。通过分析列车被动悬挂系统、主动悬挂系统以及半主动悬挂系统的原理和特点，比较了三种悬挂系统的优劣，阐述了采用半主动悬挂系统的优越性和必要性，并对其常见控制策略进行了分析研究。 (2)利用德国轨道功率谱对车辆横向振动影响较大的方向不平顺和水平不平顺信号进行数值模拟，根据列车横向振动微分方程，在MATLAB/SIMULINK环境中搭建了十七自由度列车横向半主动悬挂系统的SIMULINK模型。 (3)采用自适应控制理论设计了最小方差控制系统，自校正极点配置控制系统，自校正PID控制系统和MIT模型参考自适应控制系统。在不同速度下，对设计的四种半主动悬挂自适应控制系统进行了仿真研究，并在相同速度下横向比较了最小方差自适应控制系统、自校正极点配置控制系统、自校正PID控制系统和MIT模型参考自适应控制系统的控制效果。根据列车舒适度的相关评价指标，对仿真结果进行了分析。结果表明:自校正PID列车横向半主动悬挂控制系统兼具自适应能力与传统PID控制器的鲁棒性，更加适合应用于列车半主动悬挂系统。 |
| 作者： | 金光大 |
| 专业： | 电气系统控制与信息技术 |
| 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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