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1、作為保障列車安全運(yùn)行的衛(wèi)士,懸掛系統(tǒng)的性能監(jiān)測(cè)技術(shù)近年來受到了廣泛的關(guān)注。它定量分析懸掛系統(tǒng)的性能,從而為列車的性能維護(hù)和預(yù)檢修提供參考。這不僅提高了列車的穩(wěn)定性和安全性,還降低了列車的運(yùn)營(yíng)成本。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)往往是總體性的,不能很好地反映出某個(gè)元件的性能。而近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的進(jìn)步為該技術(shù)的發(fā)展帶了新的契機(jī),新提出的監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)性好,精度高,能直觀地反映各個(gè)元件的性能,更加適應(yīng)現(xiàn)代鐵路部門的需求。本文分別從橫向懸掛系統(tǒng)和垂向
2、懸掛系統(tǒng)出發(fā),利用車載傳感器測(cè)量得到的數(shù)據(jù),提出了監(jiān)測(cè)列車懸掛系統(tǒng)性能的方法。具體內(nèi)容包括:
?、俳榻B了列車懸掛系統(tǒng)的定義與分類,從列車脫軌事故報(bào)告出發(fā)分析性能監(jiān)測(cè)的必要性,并闡述了懸掛系統(tǒng)的故障原因和故障類型。同時(shí),從車載傳感器技術(shù)出發(fā),描述了國(guó)內(nèi)外性能監(jiān)測(cè)方法的發(fā)展現(xiàn)狀。
?、诮榻B了軌道不平順信號(hào)的概念和組成,分別利用白噪聲濾波法和基于頻譜采樣的三角級(jí)數(shù)法模擬了軌道高低不平順信號(hào)。在分析列車的運(yùn)動(dòng)模態(tài)后,分別建立了垂
3、向懸掛系統(tǒng)和橫向懸掛系統(tǒng)的模型,為進(jìn)一步分析彈簧和阻尼器的性能監(jiān)測(cè)方法打下基礎(chǔ)。
③為了監(jiān)測(cè)二系橫向懸掛系統(tǒng)的性能,從七自由度模型出發(fā),先利用車載傳感器測(cè)得轉(zhuǎn)向架和車體的加速度,再運(yùn)用基于FFT變換和頻域計(jì)算的方法分別得到轉(zhuǎn)向架和車廂的速度,最后結(jié)合最小二乘法的原理計(jì)算得到彈簧的剛度和阻尼器的阻尼系數(shù)。而對(duì)于采用天棚阻尼控制的二系懸掛系統(tǒng),先用同樣方法估計(jì)出轉(zhuǎn)向架和車廂的速度,再利用阻尼器輸出可測(cè)的特點(diǎn)篩選出輸出不為0的那些時(shí)
4、間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),然后結(jié)合最小二乘法計(jì)算得到懸掛系統(tǒng)性能參數(shù)大小。
?、軇?chuàng)新性地提出了一種基于互相關(guān)的垂向懸掛系統(tǒng)性能監(jiān)測(cè)方法。從列車垂向懸掛系統(tǒng)的機(jī)理模型出發(fā),先根據(jù)故障特點(diǎn)確定了兩個(gè)性能指標(biāo)作為研究的切入點(diǎn)。突破了傳統(tǒng)互相關(guān)方法的瓶頸,從理論上推導(dǎo)了互相關(guān)方法的表達(dá)式,使互相關(guān)從定性分析方法躍變?yōu)槎糠治龇椒?。然后,?duì)于軌道的高低不平順信號(hào)難以直接精確測(cè)量的技術(shù)難題,本章又提出了改進(jìn)后的互相關(guān)方法,從理論上完整地闡述了監(jiān)測(cè)彈簧
5、剛度和阻尼器的阻尼系數(shù)的過程。而仿真研究也驗(yàn)證了改進(jìn)后的互相關(guān)方法對(duì)于定量分析懸掛系統(tǒng)性能參數(shù)的有效性。
?、輰?duì)于垂向懸掛系統(tǒng),本章提出了一種基于模擬濾波的性能監(jiān)測(cè)方法。先對(duì)懸掛系統(tǒng)的模型求兩次導(dǎo)數(shù)并做拉普拉斯變換,再引入模擬濾波器從而得到新的模型方程,然后選擇合適的方法估計(jì)性能參數(shù)。具體的實(shí)現(xiàn)步驟是,首先利用車載傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)向架的加速度和轉(zhuǎn)角加速度,經(jīng)過零階保持器后獲得連續(xù)信號(hào)。其次,設(shè)計(jì)合適的模擬濾波器處理該信號(hào),并以相同周
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