文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
机车半主动悬挂控制的满意优化设计与仿真研究
姓名:杜修柯
申请学位级别:硕士
专业:电力系统及其自动化
指导教师:金炜东
20080501
摘要西南交通大学硕士研究生学位论文第由于机车车辆速度的提高,使其在铁路运行时的振动随之增加,车辆剧烈振动也会损伤车辆结构,轮轨之间的作用力和车辆振动达到一定程度后还会影响行车安全。控制车辆振动是机车车辆提速并改善其平稳性的关键技术。为了改善机车车辆的乘坐舒适性和运行平稳性,一方面可以提高线路的质量状况,另一方面则可以提高悬挂系统的性能。要提高线路的质量状况,需要投入巨额的费用。此外,线路的改造也很复杂,而目前我国一些线路受条件限制难以改造。因此,车辆的乘坐舒适性和运行平稳性只能依靠悬挂系统的减振性能来提高。设计合适的悬挂系统改善车辆的性能,是一种经济、有效的途径,对于正在进行的机车车辆研究具有重要意义。传统的被动悬挂系统的参数无法在车辆运行的过程中实施调节,难以适应机车车辆在高速运行时对平稳性的需求。半主动悬挂作为最先进的悬挂系统,能根据实时工况,及时地调整阻尼或刚度,使悬挂系统达到最优的减振状态。本文通过对被动悬挂、主动悬挂和半主动悬挂特点的分析,认为半主动悬挂以其能耗低、控制简单和失效导向安全性良好等优势,应是我国高速列车悬挂系统优先采用的控制方式。在此基础上,对我国机车车辆应采用的半主动悬挂控制策略和悬挂系统天棚控制原理作了阐述。针对机车车辆悬挂系统的特性,将模糊控制理论运用于半主动悬挂控制,依据模糊控制原理设计了模糊控制系统,并构建了实现此控制策略的半主动悬挂模型。采用以理想天棚阻尼控制为参考模型的半主动悬挂模糊控制系统,在环境下,实现了半主动悬挂系统的控制仿真。针对影响仿真结果的模糊控制器中的隶属函数、控制规则运用满意优化设计方法对模糊控制器的隶属函数和模糊控制规则进行优化设计,使半主动悬挂系统的性能得到改善。仿真表明,采用半主动悬挂模糊控制,降低了车体加速度,车轮动载荷有一定程度减小,悬挂动变形波动相对稳定。采用满意优化设计的模糊控制在保证悬挂动变形变化在可接受的范围内时,更进一步减小了车体加速度,降低了车轮动载荷波动变化,提高了舒适性和平稳性,控制性能更优。关键词:’被动悬挂;半主动悬挂;主动悬挂;模糊控制;满意优化
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学位论文作者签名:挝侈森矿槐C苷檬褂帽臼谌ㄊ椤日期:学位论文版权使用授权书西南交通大学日期:.占本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于C芸冢年解密后适用本授权书;朐谝陨戏娇蚰诖颉!桃指导老师签名:
西南交通大学学位论文创新性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下:,在环境下建立半主动悬挂模糊控制模型,其结果表明半主动悬挂控制效果要优于被动悬挂。诙嗄勘曷庥呕扑隳P筒捎靡糯惴ㄑ坝诺姆绞蕉园主动悬挂模糊控制进行优化设计,将半主动悬挂模糊控制器的模糊规则和隶属函数同时优化。优化后的结果表明,该方法实现了对机车车辆悬挂参数的优化,控制效果更优。
第滦髀机车车辆悬挂系统的发展及趋势西南交通大学硕士研究生学位论文第随着汽车和飞机制造业的迅速发展,公路和航空运输打破了铁路长期以来的垄断地位,一些国家的铁路出现了短途运输被公路排挤,长途客运受航空威胁,货物运输由大型集装箱卡车取代的被动局面。尤其是旅客运输方面,由于社会生活节奏的加快,人们的时间价值观念进一步增强,对缩短旅行时间的要求日益迫切,而传统铁路列车运行速度已越来越不能适应市场需求,通过提高列车行驶速度来提升铁路运输竞争力已追不容缓。列车是一个复杂的机械系统,外界载荷的作用复杂、多变,致使列车动力学模型的建立、分析、求解始终是一个难题。轨道不平顺对机车车辆运行品质的影响是不可避免的,这种固有的影响还会随着列车运行速度的提高而加剧㈣。轨道不平顺所引起的机车车辆振动对乘坐舒适度的影响很大,因此,必须改善转向架的运行稳定性和抑制转向架与车体之间的振动传递,