反比例溢流阀式高速列车横向半主动悬挂系统研究

介绍了高速列车横向半主动悬挂控制所采用的控制方法,并给出了相应的半主动减振器的结构和工作原理.通过与普通电磁比例溢流阀的比较,阐明了使用反比例溢流阀的优势.     

高速列车横向悬挂控制方式及半主动减振器

通过对列车横向悬挂方式的分析和比较，阐明了我国高速列车横向悬挂系统采用半主动悬挂控制的必要性。在此基础上，论述了高速列车横向半主动悬挂控制所采用的控制方法，并进一步给出了用于实现此控制方法的半主动减根器的结构和工作原理。     

高速列车横向半主动油压减振器研究

高速列车悬挂系统要求能根据列车运行状况实时调整减振器的阻尼特性，文中提出了一种通过对高速开关阀施行PWM控制以调节阻尼，从而实现半主动控制的列车横向油压减振器。     

高速列车一系横向半主动悬挂控制研究

传统的高速列车半主动控制的控制对象是列车车体振动,往往没有考虑列车轮对的振动。轮对振动影响列车脱轨系数和轮对磨耗,关系到列车安全性和经济性。为了改善列车轮轨动力学性能,对一系横向减振器进行建模与仿真研究,通过设定不同的一系横向阻尼值,分析一系横向减振器对列车动力学性能的影响规律,并将天棚阻尼控制算法应用在一系横向半主动控制上,与被动悬挂情况进行对比。仿真结果表明,在350km/h速度级下,采用一系横向半主动控制比无一系横向减振器,列车的平稳性指标、脱轨系数和轮轨磨耗均得到改善,整体动力学性能得到提高。     

城轨列车悬挂系统显遗传自适应模糊控制

为有效抑制城轨车辆行驶时悬挂系统出现的横向振动,提升车辆平稳性与舒适度,引入调控效果优于传统模糊控制的显遗传自适应模糊控制方法,扩展其收敛条件并证明其适用于城轨列车悬挂系统,扩大了该方法的使用范围。在Matlab/Simulation中根据时速为80km/h的某型城轨列车参数搭建车辆悬挂系统模型,并设计了显遗传自适应模糊控制器。仿真实验结果表明,显遗传自适应模糊控制对城轨列车悬挂系统横向振动抑制效果良好,在其控制下列车横向合成加速度、横移振动加速度、侧滚振动加速度以及摇头振动加速度的最大值、均方根值以及功率谱密度值均有所降低。与普通模糊控制相比,显遗传自适应模糊控制能够有效抑制城轨列车横向振动,大幅度提高乘客舒适度。     

高速列车牵引电机冷却风机悬挂参数选择

为了获得最优高速列车牵引电机冷却风机双层悬挂参数,对轮轨和设备激励共同作用下的风机悬挂参数选择进行研究。建立车辆-设备动力学模型,并对系统振动响应进行积分求解,探讨刚、弹性悬挂,单、双层悬挂风机的振动特性。根据风机、框架悬挂参数对系统振动特性的影响筛选出最优悬挂参数取值范围,基于风机、框架悬挂参数匹配关系确定最佳悬挂频率比。研究结果表明,风机系统悬挂参数对车辆舒适度影响较小,但会影响风机系统振动,风机采用双层弹性悬挂能显著降低自身振动,当框架悬挂频率比取0.7～0.9,风机悬挂频率比取1.8～2.0时风机系统能获得较好振动水平。根据悬挂参数匹配关系,最终确定风机、框架最优悬挂频率比分别为1.8、0.9。     

高速列车及其减振系统的发展趋势

分析比较摆式高速列车，轮轨高速列车和磁悬浮高速列车各自特点及其在国内的可行性；重点着眼于车辆悬挂系统，阐明被动、主动和主主动悬挂系统的发展过程，从基本结构及功能原理的角度分析这几种悬挂模式的优劣；根据现有复杂非线性系统的控制方法探讨主动与半主动悬挂所应采取的有效控制策略；总结出车辆悬挂系统应重点研究半主动新型智能减振器、有效可靠的控制器、机电一体化建模、悬挂系统的安全性等。     

便携式地铁列车横向振动测量仪的研究

本文介绍了便携式地铁列车横向振动测量仪的硬件结构、软件设计,依据上层的数据分析,进行振动图像恢复,给出了环线地铁车况和路况的初步评价.     

高速列车H∞控制可变刚度悬挂系统应用研究

针对高速列车在提减速、通过道岔、轮轨磨耗和进出站等工况中遇到的横向共振问题,提出了可抑制列车共振的H∞控制可变刚度悬挂系统,旨在更好地抑制车辆横向振动,提高其乘坐舒适性和运行稳定性。设计出两个结构紧凑式便于安装于车辆悬挂系统中的可变刚度磁流变减振器,并通过MTS试验机对其性能进行了测试;设计一个轨道车辆1/8比例模型及其可控刚度悬挂系统,并搭建一个高速列车振动测试平台;基于H∞控制算法设计了可抑制列车车体横向共振的控制策略;进行被动悬挂和可控刚度悬挂试验测试,并进行了对比分析。结果表明,所设计的磁流变减振器具有优异的刚度可控性能,刚度变化范围达到2.84倍;所设计的H∞控制可变刚度悬挂不仅可以有效地抑制车体横向共振,且与被动悬挂相比,谐波激励的车体加速度降低了52.8%,随机激励的车辆减振性能和乘坐舒适性分别提高了21.1%和27.6%,乘坐舒适性水平从C级提高到B级。     

高速电梯提升系统横向振动建模与参数影响分析

为研究高速电梯提升系统横向振动规律,应用Hamilton原理建立提升系统横向振动方程。以某电梯实际运行状态作为运动输入参数,求解获得轿厢和轿厢上方5 m处钢丝绳的横向振动响应曲线。改变曳引钢丝绳的提升质量、线密度和导靴的刚度系数等参数,获得不同参数下轿厢的横向振动响应。结果表明:电梯提升过程中,轿厢和轿厢上方5 m处钢丝绳的横向振动响应逐渐增加。同等条件下,减小单根钢丝绳的提升质量,增加钢丝绳的线密度,选取小刚度大阻尼的导靴,轿厢的横向振动响应较小。     

高速列车座椅半主动悬架系统研究

综合考虑悬架、车体、座椅及人体对系统振动特性的影响,建立高速列车座椅半主动悬架系统的四自由度数学模型,并提出了基于加速度阻尼的半主动控制策略,运用MATLAB/Simulink软件对建立的数学模型进行仿真研究。仿真结果表明:相比被动悬架座椅,采用基于加速度阻尼的半主动控制策略,可以明显降低座椅和人体的最大加速度值。     

高速列车承载结构对车体模态频率的影响

运用Hypermesh软件建立了某型高速列车有限元模型，选定内侧地板、侧墙和车顶作为研究对象，分析了承载结构厚度尺寸的变化对车体一阶垂向弯曲、菱形和扭转变形固有频率的影响。结果表明，车顶厚度的变化对车体模态频率的影响最大，在车体设计时可通过修改车顶的参数来改进车体的模态特性。     

Fuzzy chaos control for vehicle lateral dynamics based on active suspension system

The existing research of the active suspension system（ASS） mainly focuses on the different evaluation indexes and control strategies. Among the different components, the nonlinear characteristics of practical systems and control are usually not considered for vehicle lateral dynamics. But the vehicle model has some shortages on tyre model with side-slip angle, road adhesion coefficient, vertical load and velocity. In this paper, the nonlinear dynamic model of lateral system is considered and also the adaptive neural network of tire is introduced. By nonlinear analysis methods, such as the bifurcation diagram and Lyapunov exponent, it has shown that the lateral dynamics exhibits complicated motions with the forward speed. Then, a fuzzy control method is applied to the lateral system aiming to convert chaos into periodic motion using the linear-state feedback of an available lateral force with changing tire load. Finally, the rapid control prototyping is built to conduct the real vehicle test. By comparison of time response diagram, phase portraits and Lyapunov exponents at different work conditions, the results on step input and S-shaped road indicate that the slip angle and yaw velocity of lateral dynamics enter into stable domain and the results of test are consistent to the simulation and verified the correctness of simulation. And the Lyapunov exponents of the closed-loop system are becoming from positive to negative. This research proposes a fuzzy control method which has sufficient suppress chaotic motions as an effective active suspension system.     

基于Matlab的车辆主动悬挂控制研究

建立了一个具有六自由度的客车横向振动力学模型及动力学运动方程,运用线性二次型最优控制方法,用MATLAB软件编写程序并计算出最优反馈矩阵K,并用Simulink进行了仿真计算及分析.结果表明采用主动悬挂技术可以有效改善车辆的横向振动性能.     

下吊设备对高速列车弹性车体垂向运行平稳性影响

建立了包含下吊设备的铁道车辆垂向刚柔耦合动力学模型,设计了下吊设备隔振元件参数,并分析了隔振元件参数、设备质量及吊挂位置对车辆运行平稳性及设备本身振动的影响,结果表明,合理设置下吊设备隔振参数可以有效减小车体弹性振动;隔振元件静挠度即刚度在隔振中起主要作用;随着车辆运行速度的改变,静挠度最优值会相应偏移,针对所研究的高速车辆而言,静挠度选取6 mm时,可以保证车辆垂向运行平稳性良好,且下吊设备振动不剧烈.结果还表明,质量大的设备宜靠近车体中部悬挂.     

高速旋转机械径向振动检测系统关键技术研究

大型高速旋转机械是电力、能源、化工、航空和船舶等行业的关键设备,其稳定运行是安全、高效生产的决定性因素.为了监控或检测这类机械的运行参数,确定其整体或局部的性能是否正常,设计了用于高速旋转机械径向振动检测的反射式光强调制型非接触式光纤传感系统,对检测系统的工作原理做了详细介绍.对半导体激光器恒稳控制系统和激光光纤耦合系统进行了研究,并给出了相应的系统设计.设计了新型的光纤测头,提出了相应的补偿方案,并对其输出特性进行了详细的分析.研究结果表明,该测试系统能有效地消除因光源光强波动、光纤弯曲损耗、表面反射率等因素对输出特性的影响,可以在电磁干扰严重和高温等恶劣环境下实现对高速旋转机械径向振动的检测.     

基于弹性构架的高速列车动力学分析

为了分析弹性构架的结构振动特性及其对车体、轮对等部件振动响应的影响,利用ANSYS建立了构架的弹性体,并采用多体动力学软件建立了高速车辆的刚柔混合动力学模型,通过仿真计算表明:弹性构架振动加速度幅值及其振动频率范围都高于刚性构架,在高速工况下,横向与垂向平稳性指标明显高于刚性构架时的动力学指标.由此建议在进行高速工况动力学分析时,构架考虑为弹性体更符合车辆的实际运行状态.     

基于构件的高速列车车体有限元模型快速生成

高速列车车体属于典型骨架型结构产品.在高速列车车体方案设计阶段为了快速实现设计模型和有限元模型的生成和修改,提出一种基于构件理论的车体快速设计体系.研究了车体零件的定位关系,对车体零件提取构件,应用知识工程和强力拷贝技术建立自顶向下的车体三维模型;并应用车体定位装配关系生成硬点硬线,将三维模型几何数据与来自零件的关联知识通过算法自动生成车体有限元模型,实现车体三维设计模型和有限元仿真模型的快速迭代设计.     

高速列车车轮多边形对齿轮箱疲劳寿命的影响

车轮多边形是高速列车运行过程中常见的磨耗现象,该现象使轮轨作用力增大,齿轮箱持续异常振动,并会影响其疲劳寿命.为研究高速列车车轮多边形对齿轮箱疲劳寿命的影响,建立了含有齿轮箱支撑轴承的驱动系统和柔性齿轮箱的刚柔耦合整车动力学模型,采用数值仿真分析方法,通过分析不同车轮多边形幅值下轮轨垂向力和齿轮箱垂向振动加速度确定极端...