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基于GPC-PID的高速列车半主动悬挂控制
| 论文题名： | 基于GPC-PID的高速列车半主动悬挂控制 |
| 关键词： | 高速列车;半主动悬挂;转向架构架;PID控制;广义预测控制;GPC-PID控制 |
| 摘要： | 控制铁道车辆振动是列车提速并改善其平稳性的关键技术，而悬挂系统减振性能直接关系到铁道车辆振动抑制能力。半主动悬挂系统结构简单，无须力源，能量损耗小，能及时地调整阻尼或刚度，使悬挂系统达到较优减振状态。此外半主动悬挂系统具有良好性价比，并能保证失效状态下的导向安全性。通过设计合适的半主动悬挂系统改善高速客车的平稳性，是一种经济、有效的途径，对我国目前正在进行的列车提速具有重要意义。 本文对铁道车辆振动原因进行分析，利用MATLAB/SIMULINK软件建立15自由度客车车辆的半主动悬挂仿真模型。采用基于功率谱密度采样方法模拟德国低干扰轨道谱，作为线路不平顺信号，给出了客车车辆的平稳性评价指标。 本文对常规PID和广义预测控制(GPC)应用到高速客车车辆半主动悬挂控制系统进行仿真，针对铁道车辆横向半主动悬挂控制的模型复杂性以及两种算法各自特点，设计了一种具有广义预测控制性能指标的PID控制器(GPC-PID)。它具有双层结构，底层为传统的PID控制器保持实时控制，上层为基于广义预测算法的优化层，按照性能指标决定是否启动实时优化。本文将其应用在客车车辆半主动悬挂控制系统，并给出参数整定方案。 仿真结果表明基于GPC-PID的车辆半主动悬挂控制系统能够很好地抑制车体振动，并对时滞和模型参数变化具有良好的适应性，具有更好的鲁棒性。由于上层优化层是按需启动，GPC-PID控制计算量明显下降。仿真还表明该系统并未造成转向架构架的振动恶化。 |
| 作者： | 唐伟 |
| 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： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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