隨著我國軌道交通的發(fā)展,在列車行駛速度大幅度提升以及對(duì)車體輕量化設(shè)計(jì)的要求越來越高的背景下,人們對(duì)高速列車運(yùn)行安全性和舒適性的要求也不斷提高。而由于高速列車存在軌道不平順激擾、外部環(huán)境干擾等因素,導(dǎo)致高速列車的橫向懸掛減振控制問題日益突出,引起國內(nèi)外學(xué)者高度重視。列車懸架系統(tǒng)減振已經(jīng)成為一個(gè)經(jīng)久不衰的研究課題,力爭在解決高速列車安全性、平穩(wěn)性的基礎(chǔ)上不斷提高乘客乘坐舒適度。高速列車懸架系統(tǒng)橫向和縱向振動(dòng)是影響列車安全運(yùn)行和乘坐舒適性最主要的因素。本文主要以高速列車懸架系統(tǒng)橫向振動(dòng)為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了遺傳算法模糊PID控制策略。具體研究內(nèi)容如下:首先分析了鐵道列車的研究背景下懸架系統(tǒng)的發(fā)展史,對(duì)比了被動(dòng)懸架、主動(dòng)懸架（全主動(dòng)懸架）和半主動(dòng)懸架。綜合考慮半主動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架的性能和發(fā)展前景,主動(dòng)懸架的研究不僅會(huì)對(duì)半主動(dòng)懸架的發(fā)展研究具有理論指導(dǎo)意義,同時(shí)研究主動(dòng)懸架減振系統(tǒng),優(yōu)化主動(dòng)懸架結(jié)構(gòu),試圖提出新方案在列車懸架系統(tǒng)減振研究領(lǐng)域有重要意義。然后根據(jù)列車振動(dòng)行進(jìn)方式和運(yùn)行環(huán)境,模擬分析影響高速列車主動(dòng)懸架橫向振動(dòng)的軌道不平順激勵(lì),選擇合適的軌道譜函數(shù)進(jìn)行MATLAB模擬仿真。建立高速列車主... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

中國高速鐵路圖

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-5-主動(dòng)懸架系統(tǒng)能耗較大的原因是主動(dòng)懸架需要和外界進(jìn)行能量交換，將外界能源轉(zhuǎn)化為能夠制約列車振動(dòng)力的作動(dòng)力。高速列車運(yùn)行過程中運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜且振動(dòng)頻率很高，這就需要外界提供大量的能量，主動(dòng)懸架的使用成本成了限制主動(dòng)懸架系統(tǒng)控制的一大原因。近些年來，不斷有優(yōu)化改進(jìn)主動(dòng)懸架耗能大的策略提出，特別是近幾年對(duì)饋能式主動(dòng)懸架的研究.饋能式主動(dòng)懸架系統(tǒng)的原理簡單來講就是講將外界能源和作動(dòng)力轉(zhuǎn)換耗能過程中將能源回收循環(huán)使用[18,19]，這樣可以減少外界能源的輸入，在很大程度上節(jié)省了與外界能源交換過程中的造價(jià)。主動(dòng)懸架的優(yōu)勢(shì)明顯，越來越被重視。(a)被動(dòng)懸架(b)半主動(dòng)懸架(c)主動(dòng)懸架圖1.2列車三種懸架系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)1.2.4懸架系統(tǒng)分析與比較軌道列車中懸架系統(tǒng)連接著輪對(duì)和車體，如圖1.3所示動(dòng)車組動(dòng)力轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)示意圖。輪對(duì)通過和輪軌接觸將外部運(yùn)行環(huán)境通過懸架系統(tǒng)傳遞給車體形成振動(dòng)，車體的振動(dòng)最直觀的表現(xiàn)為乘客舒適度。懸架系統(tǒng)傳遞通過輪對(duì)傳遞的力，同時(shí)也是衰減振動(dòng)的設(shè)計(jì)。在研究列車減振時(shí)大部分研究都是著力于列車懸架系統(tǒng)的研究[20]�？v觀列車懸架系統(tǒng)減振研究史，從懸架系統(tǒng)的衰減振動(dòng)設(shè)計(jì)到控制振動(dòng)的提出，到目前為止，主流懸架系統(tǒng)演變過程是從被動(dòng)懸架到主動(dòng)懸架，主動(dòng)懸架又有半主動(dòng)懸架[21]。本章中，對(duì)被動(dòng)懸架、主動(dòng)懸架和半主動(dòng)懸架進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

高速列車主動(dòng)懸系統(tǒng)架橫向振動(dòng)控制研究-6-圖1.3動(dòng)車組動(dòng)力轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)示意圖隨著我國軌道交通的發(fā)展，列車車體輕量化設(shè)計(jì)及列車不斷地提高，列車振動(dòng)也隨之加劇。高速列車減振問題也是日益重要。高速列車振動(dòng)問題引起諸多問題引起國內(nèi)外學(xué)者高度重視，列車懸架系統(tǒng)減振已經(jīng)成為一個(gè)經(jīng)久不衰的研究課題。力爭在解決高速列車安全性、平穩(wěn)性的基礎(chǔ)上不斷提高乘客乘坐舒適度[22,23]。表1.1被動(dòng)、半主動(dòng)和主動(dòng)懸架系統(tǒng)特點(diǎn)懸架類型主動(dòng)懸架被動(dòng)懸架半主動(dòng)懸架執(zhí)行元件作動(dòng)器減振器可變阻尼減振器工作原理作動(dòng)器主動(dòng)力阻尼力不可控調(diào)節(jié)懸架阻尼參數(shù)制造、維護(hù)成本高不高較低控制方式自動(dòng)調(diào)節(jié)無自動(dòng)調(diào)節(jié)目前列車應(yīng)用部分橫向控制普及橫向、垂向控制自適應(yīng)性有無有改善懸架性能好一般較好能耗多無少系統(tǒng)復(fù)雜程度復(fù)雜不高較復(fù)雜對(duì)列車懸架系統(tǒng)進(jìn)行全方面的對(duì)比分析，如表1.1所列。被動(dòng)懸架由于其阻尼力不可控制并且不具有自適應(yīng)性，也就是說被動(dòng)懸架在發(fā)生系統(tǒng)自身設(shè)定之外的變數(shù)時(shí)不具備糾錯(cuò)調(diào)節(jié)和抗干擾的能力，這就使得列車懸架系統(tǒng)出現(xiàn)失穩(wěn)等安全問題。半主動(dòng)懸架

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于磁流變阻尼器的車輛懸架系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)[J]. 趙新龍,秦雯,吳雙江.  噪聲與振動(dòng)控制. 2019(04)
[2]Pendulum systems for harvesting vibration energy from railroad tracks and sleepers during the passage of a high-speed train: A feasibility evaluation[J]. Franco E.Dotti,Mauricio D.Sosa.  Theoretical & Applied Mechanics Letters. 2019(04)
[3]軌道不平順輸入數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 李廣軍,毛湘文,丁佳慧,劉若晨.  實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2019(05)
[4]饋能懸架技術(shù)研究綜述[J]. 戴建國,王程,劉正凡,朱建輝,胡曉明.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(30)
[5]高速列車載荷譜推斷及擴(kuò)展方法研究[J]. 陳道云,孫守光,李強(qiáng).  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(10)
[6]基于魯棒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的車輛主動(dòng)懸架振動(dòng)控制[J]. 李虹,馮彥輝,蘇莉蔚.  中國工程機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(04)
[7]車體彈性效應(yīng)下的垂向振動(dòng)特性研究[J]. 曹輝,張衛(wèi)華,繆炳榮.  鐵道學(xué)報(bào). 2017(06)
[8]車輛主動(dòng)慣容式動(dòng)力吸振懸架系統(tǒng)研究[J]. 葛正,王維銳.  振動(dòng)與沖擊. 2017(01)
[9]一種求解車輛垂向振動(dòng)系統(tǒng)H2/H∞多目標(biāo)控制的方法[J]. 孟建軍,白歡,牟健,銀銘,關(guān)旭日.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2016(12)
[10]基于混合魯棒控制的電磁主動(dòng)懸架動(dòng)力學(xué)分析[J]. 張望,喻凡.  機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2015(04)

博士論文
[1]高速變軌距列車動(dòng)力學(xué)性能優(yōu)化及半主動(dòng)控制策略研究[D]. 莊嬌嬌.吉林大學(xué) 2019
[2]側(cè)風(fēng)作用下高速列車安全運(yùn)行控制策略研究[D]. 李德倉.蘭州交通大學(xué) 2019
[3]高速鐵路軌道不平順功率譜及其與行車品質(zhì)關(guān)系研究[D]. 田國英.西南交通大學(xué) 2015
[4]車輛主動(dòng)懸架集成控制策略研究[D]. 于顯利.吉林大學(xué) 2010
[5]基于多體動(dòng)力學(xué)理論的車輛主動(dòng)懸掛的控制策略研究[D]. 朱浩.中南大學(xué) 2006

碩士論文
[1]便攜式軌道高低不平順檢測(cè)系統(tǒng)的研究[D]. 范可順.北京交通大學(xué) 2019
[2]高速列車橫向半主動(dòng)懸掛自適應(yīng)PID控制研究[D]. 宋倩云.北京交通大學(xué) 2018
[3]高速列車半主動(dòng)懸掛自適應(yīng)容錯(cuò)控制方法的研究[D]. 袁曉春.北京交通大學(xué) 2017
[4]高速列車車輛懸架半主動(dòng)控制系統(tǒng)研究[D]. 朱明.北京交通大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3244142