動車橫向失穩(wěn)檢測與魯棒控制研究.pdf

1、隨著軌道車輛邁向高速化發(fā)展時期,因列車蛇行運動惡化導致橫向失穩(wěn)現(xiàn)象的出現(xiàn),引發(fā)列車運行品質急劇惡化、輪軌間相互作用強烈,造成線路和車輛嚴重損傷,甚至會引發(fā)脫軌。因此,為保證動車組安全、平穩(wěn)運行,研究抑制車輛蛇行運動方法十分必要?，F(xiàn)階段,研究人員已揭示出蛇行運動產生機理,即車輛自身結構是導致車輛橫向振動的本質原因。相關軌道車輛制造廠家也采取了多種手段抑制蛇行運動,但是因鐵路運營線路環(huán)境復雜性,上述手段存在著一定的局限性。
　　針對列

2、車外部運行環(huán)境的復雜性,以及車輛內部結構的不確定性,實時對軌道車輛振動數(shù)據進行檢測,并采用抗擾動能力強的控制算法對其進行抑制是十分必要的。只有通過在線振動狀態(tài)檢測與控制兩方面共同作用,才能對其進行有效控制。以往列車振動檢測手段采用離線+硬件檢測方式,缺乏與外界交互靈活性,同時,硬件檢測方式存在著故障率較高等多種弊端。隨著近些年虛擬儀器的迅猛發(fā)展,復雜硬件電路都可能利用軟件化方法替代,在節(jié)約成本(時間、經濟)的同時,功能便于二次開發(fā)和維護

3、簡便都是其突出的優(yōu)勢?？紤]到動車實際運行工況復雜性,利用硬件模擬列車現(xiàn)場運行工況難度很大,而虛擬試驗技術是以計算機仿真技術為基礎,可為車輛狀態(tài)檢測、調試及運行性能評估等車輛產品前期性能調試奠定基礎,為車輛相關產品高效、低成本開發(fā)和研制提供一條有效的途徑。本文采用虛擬儀器LabVIEW設計動車蛇行運動監(jiān)測平臺,實時檢測運行動車橫向振動參數(shù),同時,對檢測歷史數(shù)據進行處理分析與運行品質的評價工作。
　　針對列車運行過程中受到內外復雜擾動

4、兩方面因素,精確的控制模型難以實現(xiàn)。傳統(tǒng)的控制算法大多基于精確數(shù)學模型展開研究,存在一定的局限性。而魯棒控制理論在處理不確定問題上優(yōu)勢突出。論文以某型號動車組單節(jié)拖車為研究對象,利用 H∞混合靈敏度控制方法,建立車輛橫向廣義不確定性 PS/T振動模型。利用線性矩陣不等式(LMI)給出其魯棒控制器存在的充要條件,求解橫向振動魯棒控制器,并運用虛擬試驗方法對閉環(huán)橫向控制系統(tǒng)進行實時監(jiān)測與處理分析。仿真結果表明,與被動懸架控制方法對比,所設計