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高速列车抗蛇行减振器主动控制研究
| 论文题名： | 高速列车抗蛇行减振器主动控制研究 |
| 关键词： | 高速列车;抗蛇行减振器;主动控制;动力学性能;仿真分析 |
| 摘要： | 为抑制车辆的蛇行运动，高速车辆在车体与构架之间通常设置有抗蛇行减振器。传统的被动抗蛇行减振器特性参数不能随车辆的运行路况及激励的变化而调节，虽然能增加二系回转阻尼提高车辆运行稳定性，但同时较大的回转阻尼会在一定程度上不利于车辆的曲线通过。论文针对抗蛇行减振器特性参数与不同路况下车辆运行动力学性能的关系进行了仿真分析研究，并将主动控制思想应用于实现抗蛇行减振器阻尼的适时可调，进而改善车辆稳定性与曲线通过性能。 利用SIMPACK软件仿真分析了抗蛇行减振器特性参数对高速车辆运行稳定性、平稳性与曲线通过性能的影响。分析结果表明，抗蛇行减振器特性参数主要对高速车辆运行横向动力学性能指标有一定影响，对垂向性能指标没有明显影响。通过等效串联刚度对车辆动力学各运行性能指标的影响分析可知，其值的大小存在一个最优取值范围。通过卸荷特性对车辆动力学各运行性能指标的影响分析可知，高速运行的列车需要抗蛇行减振器在车辆直线运行时提供较大的回转阻尼，以抑制车辆较为突出的蛇行运动;而车辆在路况条件相对较差的曲线线路上运行时车辆速度相对较低，车辆为更好的通过曲线则需要的回转阻尼相对较小，同时不同半径曲线线路上需要的最佳回转阻尼值也存在一定差异。 兼顾等效串联刚度对抗蛇行减振器实际提供阻尼力发挥的影响与对车辆运行动力学行为的影响，推荐选取等效串联刚度为6MN/m。从概率统计学的观点分析了抗蛇行减振器两端振动的相对运动速度及其概率分布情况，进而根据两端相对速度情况确定了抗蛇行减振器的卸荷速度可选取为0.007m/s。在确定了等效串联刚度与卸荷速度的情况下，依据一定的动力学行为性能指标推荐选取了在不同路况下车辆运行时抗蛇行减振器的最佳卸荷力取值范围，即可以确定不同路况下所需的最佳抗蛇行减振器特性参数。 对高速车辆抗蛇行减振器阻尼适时可调的主动控制实现过程进行了分析研究。通过对多种控制方法的分析比较，选用模糊控制方法建立了抗蛇行减振器主动控制系统的模糊控制器对其实现阻尼分级调节控制。建立了SIMPACK与MATLAB/Simulink联合仿真控制系统模型并进行仿真分析。仿真计算对比分析了采用模糊控制抗蛇行减振器的高速车辆与常规高速车辆运行的稳定性和曲线通过性能。分析结果表明，模糊控制车辆的运行稳定性略有提高，曲线通过性能指标均满足参考标准的限定值。 |
| 作者： | 修源 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李芾 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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