导读:本文包含了列车半主动悬挂论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:磁流变阻尼器,联合仿真,轮轨冲击力,控制策略
列车半主动悬挂论文文献综述
杨麒陆[1]（2018）在《高速列车半主动磁流变悬挂对轮轨动力的影响研究》一文中研究指出中国高铁以其舒适高效闻名于世,随着列车速度提高,轮轨相互作用加剧,列车振动加剧难以避免。高速列车横向振动对乘车舒适性的影响较大,车体横向减振的研究一直是国内外的热点问题。目前被动液压减振器以其结构简单,成本低廉等优势被广泛应用于列车二系悬挂的横向减振,但被动减振器是对线路情况综合调研后的折中选择,对多变的振动适应性较差;主动减振器根据激励变化及时做出反应,灵敏高效,但其耗能巨大,稳定性也较差;半主动减振器既具备主动减振器可控的性质,也具备被动减振器结构稳定的特点,目前已广泛应用于工程领域。在各种半主动减振器中,磁流变减振器以其结构简单,安全性高,响应迅速,能耗微小等优点近年来在列车减振领域发展迅猛。乘客对列车横向振动加剧的感知远大于垂向振动,列车二系悬挂横向磁流变减振器由控制策略控制输出力,控制策略的引入可有效控制列车横向振动,但与此同时却有可能加剧转向架与轮对的横向振动,如天棚阻尼控制策略。钢轨的磨耗伤损与轮轨接触状况密切相关,而且当单侧轮重减载过大时,极小的轮轴横向力也可导致车轮脱轨。列车二系悬挂横向半主动磁流变阻尼器的使用是否会加剧轮轨接触,对行车安全与钢轨维护带来不利影响值得探讨。本文首先在Simulink中建立磁流变阻尼器的参数化模型(即Dahl模型),在Simulink中模拟万能试验机对磁流变阻尼器的正弦加载,得到其阻尼力的动态特征,并与实验室万能试验机对磁流变阻尼器的动态测试结果进行对比,以此验证磁流变阻尼器参数化建模的正确性;其次基于Simpack-Simulink建立单自由度K-V交互模型,并与利用Simpack自带力元建模的单自由度K-V模型进行对比验证,说明Simpack-Simulink交互平台的正确性;然后在Simpack中建立高速列车动力学模型,并利用Simpack-Simulink交互平台实现可控磁流变二系横向减振器的建模,最后分别对在二系悬挂安装有被动减振器与可控磁流变减振器高速列车进行不同工况下的对比分析,探究磁流变阻尼器对轮轨冲击力的影响。结果表明:高速列车二系悬挂加装天棚磁流变减振器后,轮轨接触力虽然在时域上没有明显变化,但经过叁分之一倍频处理后,可明显看出:中心频率5Hz以下轮轨接触得到有效抑制,在中心频率4Hz到80Hz范围内轮轨接触会加剧轮轨接触,在中心频率125~630Hz的高频范围内,在天棚半主动磁流变阻尼器作用下轮轨横向接触力明显大于液压减振器,高频轮轨冲击力加剧可能会对钢轨正常服役产生不利影响。(本文来源于《西南交通大学》期刊2018-05-01）
宋倩云[2]（2018）在《高速列车横向半主动悬挂自适应PID控制研究》一文中研究指出近年来,在我国高速铁路建设快速发展以及列车行驶速度大幅提升的背景下,人们对高速列车运行安全性和舒适性要求也在不断提高。而由于高速列车存在轨道不平顺激扰、外部环境干扰等因素,导致高速列车的横向悬挂减振控制问题日益突出。本文建立了更为精确的高速列车横向半主动悬挂系统模型,并考虑了执行器可能出现的非完全失效故障情况,设计了自适应PID控制和自适应容错PID控制两种策略。本文主要的工作如下:(1)叙述了悬挂系统的分类和发展历史,比较了被动悬挂、主动悬挂及半主动悬挂系统的特点,阐明了我国高速列车采取横向半主动悬挂方式的必要性,并分析探讨了多种主流的半主动悬挂控制策略。(2)分析了列车在现实行驶过程中的振动方式和振动类型,考虑了列车悬挂系统参数的时变性、轨道不平顺激扰、外部环境干扰等因素,通过动力学分析建立了高速列车轮对、转向架构架、车体的横移、侧滚、摇头振动等十四自由度的横向半主动悬挂系统模型。(3)针对建立的高速列车横向半主动悬挂系统模型,研究并设计了自适应PID控制策略。该方法充分利用了系统模型自身的特点,通过引入符号矩阵,解决了系统增益矩阵的非对称正定带来的问题,且对建模时所考虑的系统参数时变性和外部环境干扰等因素具有良好的鲁棒性。借助Lyapunov稳定性理论,分析和证明系统稳定性。最后,通过MATLAB计算机仿真验证了所设计的控制算法能够有效地衰减列车振动,并且,相较于经典PID控制,该控制算法具有更好的减振效果。(4)考虑了高速列车横向半主动悬挂系统中执行器可能出现的非完全失效故障情况,建立了执行器故障的系统模型,研究并设计了自适应容错PID控制策略。该方法具备较好的鲁棒性及容错能力,更具有实用性。通过选取合适的Lyapunov函数进行了稳定性证明。最后,通过MATLAB计算机仿真验证了所设计控制算法的有效性。(本文来源于《北京交通大学》期刊2018-03-21）
袁晓春[3]（2017）在《高速列车半主动悬挂自适应容错控制方法的研究》一文中研究指出快速发展的高铁是我国经济社会发展以及国家的重大战略需求,然而列车的运行安全是建设与发展铁路的前提,采用先进的控制技术是确保安全运行的重要途径之一。近几年来,车速的提高,轨道的不平顺等导致列车振动不断加剧,严重降低了列车的稳定性和乘客的舒适性体验。针对这种情况,本文提出了自适应容错Proportion Differentiation(PD)控制方法,有效减弱了列车的振动。本文主要的工作内容如下:首先是建立了高速列车的半主动悬挂系统模型。介绍了列车的振动方式和振动类型,然后对振动的分析建立了列车的车体,转向架,车轮的横移、摇头、侧滚振动的九个自由度的系统动力学模型,模型中考虑了列车部件参数的时变性和轨道平面、运行环境不确定性等带来的外部扰动,这对控制列车的稳定性带来了挑战。其次是白适应PD控制策略的设计。针对建立的九个自由度的半主动悬挂系统模型,研究与设计了自适应PD控制策略,在控制算法设计中,引入了符号矩阵N,解决了系统模型中增益矩阵B的非对称正定带来的问题;然后应用Lyapunov稳定性理论,对所设计的控制系统进行了稳定性证明和分析;最后通过MATLAB数值仿真实验验证了所设计的控制器具有良好的减振性能。然后是自适应容错PD控制策略的研究与设计。由于列车运行过程中线路以及周边环境存在诸多未知的变化,执行器可能出现故障,于是基于执行器故障建立了相应的系统动力学模型;在此基础上,设计了自适应容错PD控制策略;然后选取了合适的Lyapunov函数进行稳定性证明与分析;最后MATLAB仿真验证了此算法的有效性。此控制算法不仅保留了传统PD控制结构简单,成本低的优点,还无需人为估计参数,可以自动调节参数,且不依赖于精确的系统模型,可以控制非线性系统,有很好的鲁棒性和容错能力,有效地调节和抑制了列车的振动,保障了列车的平稳运行,有很高的使用价值。最后对提出的自适应容错PD控制方法策略与传统PD方法进行了对比。选取绝对误差积分Integrated Absolute Error(IAE)为性能指标,对设计的自适应容错PD控制方法策略和传统PD方法进行了 MATLAB仿真,仿真结果表明,提出的自适应容错PD控制方法具有很好的容错能力和自适应调节能力,表现出较理想的控制性能。(本文来源于《北京交通大学》期刊2017-03-01）
郭进[4]（2017）在《高速列车半主动悬挂系统控制策略研究》一文中研究指出高速列车在我国交通运输体系中占据重要地位,其乘坐舒适性能和运行安全性能备受关注。为了改善高速列车的乘坐舒适性能和运行安全性能,最有效的办法之一是通过控制悬挂系统来减小列车运行中的横向振动,故悬挂系统的控制策略尤为重要。鉴于高速列车的悬挂系统普遍采用综合性能优越的半主动悬挂,过去的几十年里半主动控制策略得到了广泛的关注并取得长足的发展。而高速列车的进一步提速必将对半主动控制策略的性能提出更高的要求,因此有必要探索更为有效的列车半主动悬挂系统控制策略。本文首先综述了列车半主动悬挂系统控制策略的研究进展,详细介绍了基于天棚阻尼控制思想的半主动控制策略和基于先进控制理论的半主动控制策略,并分析比较了它们的优势和不足。在充分调研的基础上,本文从改善列车乘坐舒适性能和运行安全性能的角度着眼,针对高速列车半主动悬挂系统的控制提出了叁种半主动控制策略,即基于天棚阻尼控制的半主动安全控制策略、基于Groundhook控制和Rakheja-Sankar控制的混合控制策略和基于半车模型的列车半主动悬挂系统控制策略。此外,为了检验所提出的半主动控制策略的综合性能,本文建立了高速列车全尺寸多体动力学模型并进行了大量仿真实验,实验结果验证了本文所提出的控制策略的有效性。最后对研究工作进行了总结,并指出了需要进一步研究的问题。(本文来源于《浙江大学》期刊2017-01-09）
王明翔[5]（2016）在《列车主动悬挂多速率系统鲁棒预测控制方法研究》一文中研究指出随着列车快速发展,悬挂系统控制性能将直接影响到列车运行稳定性和安全性,主动悬挂系统是目前减振降噪技术研究的热点对象,其能改善列车横向和垂向振动。然而现有的主动悬挂研究中往往忽视多速率现象,本文是在相关研究背景下,开展多速率主动悬挂控制技术研究,设计多速率主动悬挂系统鲁棒预测控制器,以期优化主动悬挂减振性能。本文首先考虑列车在运行时受外界激扰输入影响,将修改后的美国高速轨道谱作为列车垂向随机激扰;考虑到多轴车因素和多轴激励响应因素,建立了横向-垂向9自由度主动悬挂动力学模型;并计算主动悬挂模型舒适度指标,验证模型合理性。在连续时域模型的基础上,离散化得到单速率悬挂模型,进而采用提升技术建立多速率主动悬挂模型;开展基于LMI优化的状态反馈多速率主动悬挂系统鲁棒预测控制算法研究,将得到的多速率状态空间模型作为预测控制模型,为列车多速率主动悬挂系统设计鲁棒预测控制器;对比分析车体质心垂向、点头角和侧滚角加速度等输出时域响应结果,多速率比单速率系统具备更好的响应性能,其减振效果优于单速率系统,从而验证了多速率系统设计的合理性;采用鲁棒预测控制后,多速率控制前后控制效果相差3倍,验证了所设计的控制器效果,并且能在一定程度上验证鲁棒预测控制实时优化特性;验证多速率主动悬挂系统的可控可观测性和分析了其鲁棒稳定性;在基本采样周期一定的情况下,利用遗传算法得到多速率主动悬挂系统性能最优的采样周期,并采用这一最优采样周期优化列车在运行时的控制性能。在主动悬挂系统建模、鲁棒预测控制器设计及仿真等理论研究基础上,按比例搭建基于磁流变阻尼器主动悬挂试验系统装置,在试验台上开展振动实验,实验验证了试验台的振动效果和鲁棒预测算法对车体振动的控制效果,从振动响应频率与输出特性曲线对比分析了单速率和多速率系统,验证理论分析结果。(本文来源于《华东交通大学》期刊2016-06-30）
王凤梅[6]（2016）在《基于磁流变阻尼器高速列车主动悬挂控制方法研究》一文中研究指出随着现代生活水平的提高,人们对交通工具提出了越来越高的要求。高速列车以快捷性、舒适性等优点而受到人们的青睐,使其日渐占据运输行业的核心地位。然而,随着速度的提升,列车的振动噪声及运行稳定性日趋严重。目前,针对高速列车的振动问题,基于磁流变阻尼器的主动悬挂控制系统取得了较好的减振效果,但是磁流变阻尼器本身存在滞回现象影响磁流变阻尼器的实时控制效果。因此,本文开展主动悬挂系统的减振控制研究,通过设计模糊PID控制器,减小磁流变阻尼器内部结构执行时滞带来的影响,进而改善列车的运行稳定性和乘坐舒适性。根据磁流变阻尼器的结构特点和工作原理,建立其理论力学模型,运用simulink仿真软件分析其动态工作特性。根据列车振动的主要原因,对引起悬挂振动的轨道不平顺的振动信号进行分析并模拟。在此基础上,建立基于磁流变阻尼器的九自由度列车主动悬挂动力学模型,以车体质心加速度、构架点头角加速度和测滚角加速度叁个参变量作为系统的输出,建立状态空间方程并求解状态矩阵。在模糊理论的基础上,结合本文建立的悬挂模型及PID参数整定原则,建立模糊控制规则,通过模糊控制器调节PID参数来减小因轨道不平顺带来的车体振动,因时间滞后对列车性能产生的负面影响。通过Simulink软件建立列车悬挂系统仿真模型,分析了主动悬挂和被动悬挂在不同控制算法下的系统性能以及控制策略对磁流变阻尼器执行时滞的影响,结果表明:主动悬挂系统性能优于被动悬挂,且模糊PID复合控制比任何单一控制方式的效果都要好。在理论和仿真研究的基础上,搭建基于磁流变阻尼器的悬挂系统振动实验台,并设计测试控制系统,开展空载和满载两种工况的实验。在不同的激励信号和控制算法下,通过计算机显示和记录测控系统采集的振动信号,并加以分析试验台的振动响应特性。结果表明,实验结果与理论分析基本一致,实验验证了试验台的减振功能和模糊PID算法的可行性和有效性。(本文来源于《华东交通大学》期刊2016-06-30）
宋彬霞,刘永强,廖英英[7]（2016）在《基于HIL的高速列车横向半主动悬挂系统模糊控制仿真研究》一文中研究指出列车的悬挂方式有叁种,分别为被动悬挂、半主动悬挂和主动悬挂。从实时可调整特性、安全性以及节能性能等方面考虑,半主动控制有着另外两种方式都无可比拟的优势。为达到预期的控制效果,一般有叁种方法,分别是通过求解系统动力学问题获得可控减振环节的参数对系统运动特性的影响、根据系统的动力学模型和控制理论建立的控制策略以及采用模糊控制、神经网络控制等智能控制方法。因模型建立较为复杂,得出精确数学模型较困难,而模糊控制特别适用于系统存在参数时变、非线性、强耦合,建立精确数学模型困难很大,甚至无法建模的情况,故本文采用模糊控制这一智能控制方式,以求取得良好的实时控制效果。考虑到实验成本,以往对于高速列车横向半主动控制效果的仿真都是纯粹的计算机模拟,这会导致与实际情况出现偏差。为解决这个问题,本文采用硬件在环实验手段,将建模最复杂而要求最为精确的横向减振器部分,用实际的磁流变阻尼器进行替换,从而进行半实物仿真。在此基础上,本文基于基础的模糊控制方法提出一种包含自寻优模块的改进式模糊控制方法。最终根据列车脱轨系数、轮重减载率及Sperling指标等评价指标,结合搭建的实验平台进行仿真分析。结果表明:该方法可以更为有效地改善列车横向悬挂系统,并提高其乘坐舒适度和安全性。(本文来源于《第十届动力学与控制学术会议摘要集》期刊2016-05-06）
曹青松,王明翔,陶晶[8]（2016）在《列车主动悬挂预测控制算法研究》一文中研究指出为有效抑制列车车体的振动,针对列车在运行时受到的不确定轨道干扰激励等影响因素,开展一种基于标准正交基函数Laguerre的主动悬挂预测控制算法研究。首先建立列车主动悬挂系统的状态空间模型,再以此作为预测控制模型,结合预测控制中的滚动优化等基本原理,为高速列车连续时域主动悬挂系统设计相应的预测控制器。仿真结果表明:设计的预测控制器能够优化高速列车在运行时的振动主动控制性能,改善列车的乘坐舒适性。(本文来源于《噪声与振动控制》期刊2016年01期）
孙宇,陈春俊,何发胜,何洪阳[9]（2015）在《高速列车一系横向半主动悬挂控制研究》一文中研究指出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。(本文来源于《机械设计与制造》期刊2015年07期）
刘志洋[10]（2015）在《基于磁流变阻尼器高速列车主动悬挂试验台的研制》一文中研究指出悬挂系统是减小或抑制高速列车振动的关键部件之一，其性能的优良直接影响高速列车行驶时的稳定性和乘坐舒适性。随着高速列车速度的提高，车体振动的加剧，悬挂系统的作用尤为显着。因此，如何对高速列车的振动实现抑制成为近年来振动控制领域的一个研究热点。在分析CRH2高速列车悬挂系统结构、振动传递及振动主动控制方式的基础上，结合磁流变阻尼器的结构、工作原理和工作模式及激励系统的选购，本文研制了一套基于磁流变阻尼器高速列车主动悬挂试验台。对需研制的试验台总体上提出功能要求、设计要求和加工制造要求。确定了主动悬挂减振试验台的主要组成，其包括固定框架、导向机构、弹簧、簧载质量、非簧载质量及激振器等。利用绘图软件设计了悬挂减振试验台叁维模型，简单地对模型进行力的传递和零件运动的分析。根据选购的磁流变阻尼器和激励系统硬件的参数及CRH2高速列车车辆实际的尺寸和质量参数，按约1:200的比例对试验台中的零部件进行质量计算和实体设计，零部件的实体设计采用了模型自定义技术（MBD技术），并将零部件加工制造及装配。试验台具有结构简单、稳定性好和机械摩擦力小等优点，改变试验台中的簧载质量参数可以模拟列车空载和满载实验，也可进行被动悬挂和主动悬挂等多种减振实验。对加工装配的试验台和磁流变阻尼器的特性进行测试控制系统方案的制定，设计了电压转换为连续可控的电流模块，分析了测试控制系统中硬件的特点及其选型，建立了振动信号实时采集与控制模型，并进行了简单调试。在相同的实验条件下，不同频率激振力，对簧载质量的加载和激振力大小进行单一变量控制，进行被动悬挂和主动悬挂振动信号采集实验。实验结果分析和表明：试验台中簧载质量的振动加速度峰值大幅度的减小；也表明了本文设计的主动悬挂减振实验台和控制系统对振动抑制具有可行性和有效性，有望为高速列车主动悬挂系统的设计提供借鉴及奠定基础。(本文来源于《华东交通大学》期刊2015-06-14）
列车半主动悬挂论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
近年来,在我国高速铁路建设快速发展以及列车行驶速度大幅提升的背景下,人们对高速列车运行安全性和舒适性要求也在不断提高。而由于高速列车存在轨道不平顺激扰、外部环境干扰等因素,导致高速列车的横向悬挂减振控制问题日益突出。本文建立了更为精确的高速列车横向半主动悬挂系统模型,并考虑了执行器可能出现的非完全失效故障情况,设计了自适应PID控制和自适应容错PID控制两种策略。本文主要的工作如下:(1)叙述了悬挂系统的分类和发展历史,比较了被动悬挂、主动悬挂及半主动悬挂系统的特点,阐明了我国高速列车采取横向半主动悬挂方式的必要性,并分析探讨了多种主流的半主动悬挂控制策略。(2)分析了列车在现实行驶过程中的振动方式和振动类型,考虑了列车悬挂系统参数的时变性、轨道不平顺激扰、外部环境干扰等因素,通过动力学分析建立了高速列车轮对、转向架构架、车体的横移、侧滚、摇头振动等十四自由度的横向半主动悬挂系统模型。(3)针对建立的高速列车横向半主动悬挂系统模型,研究并设计了自适应PID控制策略。该方法充分利用了系统模型自身的特点,通过引入符号矩阵,解决了系统增益矩阵的非对称正定带来的问题,且对建模时所考虑的系统参数时变性和外部环境干扰等因素具有良好的鲁棒性。借助Lyapunov稳定性理论,分析和证明系统稳定性。最后,通过MATLAB计算机仿真验证了所设计的控制算法能够有效地衰减列车振动,并且,相较于经典PID控制,该控制算法具有更好的减振效果。(4)考虑了高速列车横向半主动悬挂系统中执行器可能出现的非完全失效故障情况,建立了执行器故障的系统模型,研究并设计了自适应容错PID控制策略。该方法具备较好的鲁棒性及容错能力,更具有实用性。通过选取合适的Lyapunov函数进行了稳定性证明。最后,通过MATLAB计算机仿真验证了所设计控制算法的有效性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
列车半主动悬挂论文参考文献
[1].杨麒陆.高速列车半主动磁流变悬挂对轮轨动力的影响研究[D].西南交通大学.2018
[2].宋倩云.高速列车横向半主动悬挂自适应PID控制研究[D].北京交通大学.2018
[3].袁晓春.高速列车半主动悬挂自适应容错控制方法的研究[D].北京交通大学.2017
[4].郭进.高速列车半主动悬挂系统控制策略研究[D].浙江大学.2017
[5].王明翔.列车主动悬挂多速率系统鲁棒预测控制方法研究[D].华东交通大学.2016
[6].王凤梅.基于磁流变阻尼器高速列车主动悬挂控制方法研究[D].华东交通大学.2016
[7].宋彬霞,刘永强,廖英英.基于HIL的高速列车横向半主动悬挂系统模糊控制仿真研究[C].第十届动力学与控制学术会议摘要集.2016
[8].曹青松,王明翔,陶晶.列车主动悬挂预测控制算法研究[J].噪声与振动控制.2016
[9].孙宇,陈春俊,何发胜,何洪阳.高速列车一系横向半主动悬挂控制研究[J].机械设计与制造.2015
[10].刘志洋.基于磁流变阻尼器高速列车主动悬挂试验台的研制[D].华东交通大学.2015