电气化铁路接触网-受电弓动力学模型探究

电气化是铁路发展的大势所趋,为保证铁路电气化过程中良好的弓网受流,需要对接触网及受电弓进行系统研究。本文对目前世界范围内广泛应用的三类接触网,简单链型、弹性链型及复式链型接触网的结构特性及作用特点进行总结。文中还对受电弓动力学建模常用的四种模型,多刚体模型、归算质量模型、刚柔混合模型、全柔性体模型进行对比。为建立合适的弓网动力学模型,本文结合目前应用最广泛的几种接触网简化方式,单根索结构、单根梁结构及实际接触网结构,对弓网系统动力学的建模方法及动力学方程进行推导。     

基于滑模控制的接触网/受电弓系统抗振动分析

该文研究了接触网/受电弓组成的弓网系统的抗振动问题。首先以滑模控制理论为基础,用系统的实际位移和理想位移差作为误差函数,根据弓/网系统的动力学平衡方程组,设计了基于滑模控制的抗振动算法,最后结合DSA250型受电弓对所提出算法进行验证。仿真结果表明,该算法可以降低接触网的动态抬升位移,对抑制弓/网系统的振动具有一定效果。     

苏州轨道交通接触网受电弓在线监测系统简介

随着我国轨道交通事业的迅猛发展,环保、无污染目前已变成车辆动力的第一要求,而接触网作为给车辆传输动力电能的一项重要设备来说,在整个轨道交通设备中自然显得尤为重要。     

高速动车组主动控制受电弓应用研究

根据高速铁路发展的需要,为了改善弓网动态性能,本文以CX018单臂受电弓为例,首先概述主动控制受电弓的基本组成、相关技术参数;然后对受电弓主动控制的实现原理及接口进行重点叙述,随后列举若干主动控制受电弓特有的应用故障,最后总结了主动控制受电弓的特点。     

变刚度弓网系统主动控制研究

以变刚度时变弓网系统模型为研究对象,应用最优控制策略,分别采用控制力作用于框架和弓头两种方式,对弓网间接触力进行主动控制,仿真结果表明,采用受电弓主动控制能够抑制弓网间接触力的波动,提高受流质量,当主动控制力直接作用于框架时控制效果更好。     

轴-板耦合系统振动主动控制

在推进轴系中,轴系横向振动通过轴承传递至壳体结构并诱导其产生声辐射。为降低壳体声辐射,采用主动作动器抑制轴系横向振动传递。不失一般性,基于哈密顿原理建立轴-板耦合系统动力学模型,对该系统进行功率流分析,识别振动传递主要路径。通过数值仿真,计算该系统的干扰通道和控制通道频响函数,研究该控制方案可行性。采用自适应控制算法,计算主动作动器对板振动抑制效果。仿真结果表明,控制后轴通过轴承向板流入的功率减小,轴-板耦合系统中的功率流方向改变,并且板振动通过主动控制被有效抑制。     

振动主动控制中的时滞动力学问题

反馈环节的时滞会导致受控系统失稳，制约着振动主动控制技术的发展和应用。本文概述了作者近期对含时滞振动控制系统动力学的研究，包括：线性单自由度时滞系统的稳定性判据，线性多自由度小时滞系统的稳定性分析方法，Ｄｕｆｉｎｇ时滞系统的主共振与亚谐共振分析，时滞系统周期运动及稳定性的数值分析等。最后，指出了值得研究的一些问题。     

基于主动空气轴承作动器的模糊主动振动控制研究

提出基于主动空气轴承作动器的溜板模糊主动振动控制。在溜板的空气静压支承基础上,以主动空气轴承为作动器,采用模糊控制方法,实现运动中的溜板振动主动控制。在自制的空气静压导轨上用电磁激振器模拟干扰力进行控制实验,取得良好效果。     

基于模糊控制的压电挠性梁的振动主动控制实验研究

针对压电智能挠性悬臂梁进行了基于模糊振动控制研究.首先推导了压电智能挠性悬臂梁的控制方程.基于查表法设计振动模糊控制器,并在此基础上运用了一种修正技术提高模糊控制精度,提出采用修正Fuzzy-PI双模控制方法,设置信号阀值实现Fuzzy控制和PI控制的切换,设计了挠性悬臂梁振动主动控制算法.建立了压电智能挠性悬臂梁的实验平台,采用提出的控制方法对悬臂梁振动进行实验研究,实验结果表明:振动被快速抑制,系统的动态、稳态性能方面优于普通模糊控制器.     

振动系统在不可测干扰作用下的主动控制研究

基于模态控制理论,利用优化特征值配置和稳定性理论等技术,提出阻尼性振动系统在不可测外扰作用下主动控制的一种设计方法,实验结果表明,对于低频振动系统,采用该方法设计控制系统可有效地降低系统的振幅,取得满意的控制效果。     

一种实用的振动主动控制系统研究

研究一种基于压电陶瓷传感器和作动器的振动主动控制系统。提出一种更优越的算法,改进了传统的速度负反馈控制算法。设计一种控制电路来实现这种算法,并用multiSIM软件对电路进行效果仿真。以梁为例对该控制系统进行数值仿真。     

双层隔振系统耦合振动主动控制试验研究

为减少柴油机交变力向基础的传递，提出多点自适应有源控制策略，进行双层隔振系统多方向耦合振动的主动控制试验研究。以双层隔振系统的上层质量来模拟柴油机，在下层质量上合理地布置次级振源，选取合适的误差评价点，针对这些点的振动响应实施控制。当自适应过程收敛时，下层各拾振点的振动在最小均方误差准则下得到有效抑制，则下层质量的耦合振动自然得到了有效的控制，从而减少了对基础的力传递。主动隔振模拟试验结果表明，这种多点自适应有源隔振策略对于多方向耦合振动的有源控制是切实可行的，而且简单、实用。     

双塔结构振动主动控制研究

针对双塔结构所具有的模型不精确及承受随机外力作用这一特点,为保证系统控制的顺利实现,采用了广义预测控制策略.在优化目标选择方面,以控制增益矩阵的Frobenius范数及控制效果作为优化目标,并采用遗传算法进行优化,通过优化得到了几组次优解,这些解可以供设计者进行选择.最后给出了计算实例.算例表明这一方法是有效的.     

步进扫描式光刻机隔振试验平台主动减振系统试验研究

根据步进扫描式光刻机的振动特点,设计隔振试验平台的减振系统,并对试验平台的主动减振系统进行测试研究.测试结果表明,步进扫描式光刻机隔振试验主动减振系统,能有效降低光刻机工作过程中运动部件对工作平台的冲击,具有良好的减振效果.     

智能结构振动主动控制实时测控系统研制

利用实时测控系统,对智能结构振动信号进行采样、滤波、数据分析,并经输出作动器的动作指令抑制其振动．介绍了由TMS320VC33 DSP与PC机构建的主从式振动主动控制实时测控系统的硬件结构和软件设计,设计的实时测控系统软件可完成受控对象的建模、系统参数辨识、控制律仿真以及传感器／作动器的位置优化等．运行结果证实了测控系统软、硬件设计的正确性和有效性及良好的工作稳定性．     

柔性悬臂梁振动主动控制实验研究

以压电陶瓷为作动器，并采用独立模态控制法，对冲击载荷作用下的大柔度悬臂梁前三阶模态进行了振动主动控制研究。实验结果表明，使用独立模态控制方法，能有效地抑制悬臂梁的振动，控制效果非常明显。采用模态滤波和相移控制器进行模态分离和相位调节，可获得最大结构阻尼，取得良好的动态控制效果。     

盘式制动器高频振动的主动控制

为了降低制动器制动过程中产生的高频振动,通过对盘式制动器振动进行动力学建模,采用AFC(Active Force Control)控制理论与PID控制理论相结合,构造出有效的振动控制参数和AFC控制器。利用MATLAB /Simulink仿真平台,对AFC与PID联合控制下的制动器振动进行仿真,并与自由状态下的制动器振动进行对比分析。通过分析得到[α≤0.022]的情况下PID与AFC联合控制下制动盘在2 s左右振幅趋于稳定,制动盘振动幅值从[1×10-3 m]降低到[1×10-6 m]左右;而当[α>0.022]时AFC与PID联合控制会增大制动盘振动幅值。通过这种主动控制方法的研究为降低盘式制动器高频振动,进而降低高频振动引起的噪声,提高汽车NVH性能提供了依据。     

基于误差通道在线辨识的结构振动主动控制系统

提出一种新的基于误差通道在线辨识的有源控制方法，并把它应用于结构的主动控制。它能较好地消除误差通道辨识环节和主动控制环节之间的相互影响，从而提高系统的总体性能。针对一算例与前人的方法进行了比较，仿真结果表明无论在控制初始还是对误差通道参数及外扰变化的适应性，本文的方法均优于前两种方法。在此基础上，以悬臂梁为控制对象，对此方法进行结构振动主动控制的试验研究。试验结果表明该控制系统对悬臂梁的振动响应能有很好的抑制作用，说明这种基于误差通道在线辨识的主动控制方法是行之有效的。     

柔性结构的模糊主动振动控制研究

针对柔性结构在不同激振信号下的振动抑制问题，研究了如何应用模糊控制理论实现柔性结构的主动控制，提出了一种基于连续模糊判决函数的模糊ＰＤ主动振动控制方法，对悬臂梁分别在瞬态、正弦及随机激振下的模糊ＰＤ主动振动控制进行了仿真研究。结果表明：模糊ＰＤ控制对上述三种激振信号的振动均有明显的抑制作用。由于模糊ＰＤ主动振动控制对结构的不依赖性，该方法对难以建模的大型柔性结构的主动振动控制具有实际意义。     

混合动力挖掘机轴系扭振的主动控制仿真

为研究混合动力挖掘机轴系扭振并尽可能消除其影响,分析动力轴系扭振的原因,提出对轴系主动控制的方法。在三自由度系统Lagrange函数和耗散函数中引入电动机的气隙磁场能,得到动力轴系和异步电机的机电耦合数学模型,建立基于AME Sim-Simulink的多动力源复杂轴系扭振仿真模型;以电机转矩为控制变量,以液压泵负载为干扰量,以扭振最小为控制目标,应用2阶模糊PID控制分别对阶跃负载和6 t混合动力挖掘机实际工况负载进行仿真计算。通过分别对比控制前后轴系转动速度、扭振情况以及扭转角大小,可以看到采用主动控制方式可以使轴系转动速度密切跟踪给定转速曲线,同时显著减小轴系扭转振动,降低扭转角的波动,快速达到稳定状态,结果表明通过模糊PID进行主动控制可以有效地改善混合动力系统轴系扭振情况。