基于最优控制理论的高速列车车下悬吊系统半主动悬挂 |
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引用本文: | 汪群生,曾京,朱彬,吴一,王勇.基于最优控制理论的高速列车车下悬吊系统半主动悬挂[J].机械工程学报,2020,56(4):160-167. |
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作者姓名: | 汪群生 曾京 朱彬 吴一 王勇 |
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作者单位: | 西南交通大学牵引动力国家重点实验室 成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室 成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室 成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室 成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室 成都610031 |
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基金项目: | 国家重点研发计划;中央高校基本科研业务费专项资金;牵引动力国家重点实验室自主课题 |
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摘 要: | 针对高速列车服役环境的复杂性,造成车体振动幅值增大和旅客乘坐舒适性降低等问题。基于LQR算法的最优控制理论,提出车下悬吊系统安装半主动悬挂的思路,并建立考虑车体弹性和车下悬吊设备的高速列车垂向耦合振动模型,分析LQR算法的加权系数R对车体减振的影响规律,并对比分析被动悬挂和半主动悬挂的车体振动控制效果。研究结果表明,以降低车体弹性振动为控制目标,减小加权系数R有利于降低车体的弹性振动,而且当加权系数减小至1×10~(-5)时,车体弹性振动会出现明显的降低,但是不会对车体的刚性振动产生影响;半主动悬挂对车体振动控制的效果与车体弹性振动能量密切相关,车体弹性振动能量越大,半主动悬挂的控制效果越好;当车体出现弹性振动时,半主动悬挂的车体减振效果明显优于被动悬挂,在车体弹性振动最明显的速度级下,半主动悬挂下的车体振动RMS值降低了约一半。通过半主动悬挂对车体减振效果的研究,为工程化应用提供了理论支撑。
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关 键 词: | 高速列车 车下悬吊系统 半主动控制 LQR算法 车体减振 |
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