高速列车横向平稳性主动控制规律研究

铁 道 学 报

JOURNALOFTHECHINARAILWAYSOCIETYVol.26 No.5October2004高速列车横向平稳性主动控制规律研究

周劲松1, 任利惠1, 沈 钢1, 钟廷修2

(1.同济大学铁道与城市轨道交通研究院,上海 200331;2.上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200030)摘 要:提高列车的运行平稳性是机车车辆动力学的研究热点。本文以列车的横向运行平稳性为研究对象,采用面向对象的建模方法,建立了由3节车辆组成的车组横向动力学模型,并将作动器放置在车端构成车端主动悬挂系统。采用轨道不平顺高速谱作为输入,考虑轮轴间时延,运用遗传算法对控制器进行优化设计。研究表明,采用车端主动悬挂系统,运用本文算法,车组的横向运行平稳性得到了提高;当在端部车辆的端部二系悬挂中再并行设置作动器,并采用改进的天棚阻尼器算法后,端部车体的振动得到了有效抑制,整个列车横向运行平稳性进一步得到了改善。

关键词:车端主动悬挂;主动控制;高速列车;运行平稳性;遗传算法中图分类号:U270.1 文献标识码:A

Inter-vehicleActiveSuspensionControlStrategiestoImproveLateral

RidingQualityinHigh-speedRailwayTrains

ZHOUJin-song1, RENL-ihui1, SHENGang1, ZHONGTing-xiu2

(1.Railway&UrbanMassTransitResearchInstitute,TongjiUniversity,Shanghai200331,China;

2.MechanicalEngineeringSchool,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030,China)

Abstract:Inthispaper,thelateralridingqualityofawholetrainisstudied.Usingtheobject-orientedmodelingtechniquebasedonMatlab/simulink,alateraldynamicsystemmodelofatrainsetcomposedofthreevehiclesisbuilt,withactuatorsfixedlaterallyinparallelwithinter-vehiclepassivestiffnesselements.Withthehighspeedtrackirreg-ularityspectrumastheinput,andtimedelaysbetweenwheelsetsbeingincluded,thegeneticalgorithmisappliedtohelpsearchfeedbackgainsinsub-optimalcontrollerdesign.Researchesshowthatbetterlateralridingqualityofwholetrainisobtainedfromapplicationofinter-vehicleactivesuspensionandthecontrolalgorithmdesigned,andwhentheskyhookactuatorsarefixedinsecondsuspensionofendcarsthevibrationinendcarsaresuppressedeffectively,so

ridingqualityofthewholetrainisfurtherenhanced.

Keywords:inter-vehicleactivesuspension;activecontrol;high-speedtrain;ridingquality;geneticalgorithm

收稿日期:2003-07-14;修回日期:2004-05-06

基金项目:国家/九五0重点攻关项目(9110103)

作者简介:周劲松(1969)),男,四川涪陵人,副教授,博士。E-mail:zhoujingsong@263.net

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