油壓減振器是列車減振的關(guān)鍵部件之一。特別是在我國鐵路實行全面提速以后，列車的安全性和舒適性要求成為了提速的一大難題。針對高速列車的需求，我國正在研發(fā)各種高速鐵路油壓減振器，但是由于現(xiàn)有測試設(shè)備和試驗方法的限制，不能進(jìn)行高速鐵路油壓減振器的綜合性能測試，從而限制了減振器的進(jìn)一步開發(fā)和性能指標(biāo)的提高。 目前，我國普遍使用的J95型減振器性能測試試驗臺采用了機(jī)械式驅(qū)動裝置，但是由于運動機(jī)構(gòu)的限制，機(jī)械式試驗臺只能進(jìn)行低頻簡諧振動測試，無法滿足高速鐵路油壓減振器的高頻響應(yīng)性能測試要求。 經(jīng)過30多年的發(fā)展，電液比例閥、液壓缸等液壓元件的生產(chǎn)制造技術(shù)得到了全面的發(fā)展，因此為基于高速電液比例控制技術(shù)的減振器試驗臺研制提供了可行性平臺。但是，基于經(jīng)典控制算法的高速電液比例系統(tǒng)無法滿足系統(tǒng)的平穩(wěn)性和跟隨性要求。究其原因是：經(jīng)典控制算法完全依賴于描述被控對象動態(tài)性能的精確數(shù)學(xué)模型，但是液壓脈動，系統(tǒng)阻尼，摩擦以及油溫等隨著高速運行不斷變化，無法確定精確的數(shù)學(xué)模型。另外，實際的比例閥一般均有較大的零位死區(qū)，所以穩(wěn)態(tài)工作點不在零位平衡點，導(dǎo)致高速運行下的嚴(yán)重抖動。 相比之下，H_∞魯棒控制理論不需要精確的數(shù)學(xué)模型，而且通過H_∞性能指標(biāo)，可以保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此高速電液比例控制系統(tǒng)H_∞控制器的研究具有重要的學(xué)術(shù)與應(yīng)用價值。 本文建立了高速電液比例閥與高速電液比例系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型及狀態(tài)空間表達(dá)式，分析了跟蹤補償和不確定性補償對系統(tǒng)的影響，并提出了求解混合靈敏度H_∞控制器、H_∞／H_2混合參數(shù)化控制器、具有LMI區(qū)域極點約束的H_∞控制器，以及時滯不確定高速電液比例系統(tǒng)的H_∞控制器的算法，而且分析了不同性能指標(biāo)、不同加權(quán)函數(shù)情況下魯棒控制器對高速電液比例控制系統(tǒng)的影響。仿真結(jié)果表明：通過H_∞控制算法，可以設(shè)計出帶寬為300Hz以上的位置反饋型高速電液比例閥和帶寬為100 Hz以上的高速電液比例控制系統(tǒng)，而且在不同性能指標(biāo)下都能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此為高速列車油壓減振器性能測試系統(tǒng)的研制提供了理論依據(jù)。 首次在高速列車油壓減振器性能測試系統(tǒng)中采用了H_∞魯棒控制理論，并提出了適用于高速電液比例閥與高速鐵路油壓減振器性能測試試驗臺的各種
【學(xué)位單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：TH137
【部分圖文】：

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西南交通大學(xué)博士研究生學(xué)位論文第103頁圖6一3控制軟件的主操作界面控制軟件的結(jié)構(gòu)流程如圖6一4所示�；究刂圃頌�，當(dāng)作動器液壓缸運動時，由位移傳感器檢測出液壓缸活塞桿的位移信號，并通過AD采集卡把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，讀入計算機(jī)。測控軟件通過一定的控制算法對讀入的位移信號進(jìn)行實時控制，處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)過DA轉(zhuǎn)換卡輸出到比例控制放大器，放大后的信號被送到高速電液比例閥的比例電磁鐵兩端，安照一定的規(guī)律控制閥芯的開口度，形成外閉環(huán)控制系統(tǒng)。6.2高速鐵路油壓減振器試驗臺控制系統(tǒng)的動態(tài)特性測試6.2.1基于H一控制的位置反饋型比例電磁鐵動態(tài)特性測試本文中研究的高速鐵路油壓減振器試驗臺采用了自制的位置反饋型比例電磁鐵。為了滿足試驗臺的性能指標(biāo)

圖6一5不同頻率輸入信號下，基于H_控制算法的比例電磁鐵閉環(huán)跟蹤曲線.圖6一6表示根據(jù)正弦信號跟蹤測試?yán)L制的基于H_控制算法的比例電磁鐵閉環(huán)頻率特性曲線，圖6一7表示輸入階躍信號時測得的階躍響應(yīng)特性曲線。由圖可知，比例電磁鐵的頻寬可以達(dá)到300Hz，階躍響應(yīng)時間為0.0045，與仿真結(jié)果基本一致，因此驗證了H一控制算法的正確性和可行性。
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本文編號：2879662