【摘 要】
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列车全主动悬挂系统因其良好的舒适性、稳定性以及一定的安全性,目前在世界领域具有很强的市场竞争力,已成为轨道交通行业研究的关键方向。全主动悬挂系统的发展依赖于主动控制算法。随着一些智能控制算法的出现,列车半主动悬挂技术的出现实现了对列车的主动控制,但其控制效果不佳,鲁棒性能差,抗干扰能力不强的缺陷制约了主动悬挂技术的发展。本文搭建了全主动横向减振联合仿真系统,利用天棚阻尼控制和H∞鲁棒控制两种控制算
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列车全主动悬挂系统因其良好的舒适性、稳定性以及一定的安全性,目前在世界领域具有很强的市场竞争力,已成为轨道交通行业研究的关键方向。全主动悬挂系统的发展依赖于主动控制算法。随着一些智能控制算法的出现,列车半主动悬挂技术的出现实现了对列车的主动控制,但其控制效果不佳,鲁棒性能差,抗干扰能力不强的缺陷制约了主动悬挂技术的发展。本文搭建了全主动横向减振联合仿真系统,利用天棚阻尼控制和H∞鲁棒控制两种控制算法,实现了对某型地铁列车横向全主动控制。基于天棚半主动控制理论,推导得出全主动控制算法。对天棚控制算法关键参数天棚阻尼系数进行参数分析,从理论研究和仿真研究两方面得出最佳参数。对车辆定心装置HOD(hold off device)进行研究,建立天棚阻尼控制+HOD的仿真。利用动力学软件SIMPACK建立地铁列车整车动力学模型和全主动悬挂动力学方程,推导出系统状态方程。基于鲁棒H∞控制理论,选取合理的加权函数,用MATLAB工具箱计算得出H∞控制器。并通过SIMULINK与SIMPACK进行联合仿真计算,分析控制算法对系统的稳定性和鲁棒性的影响。本文对全主动控制中的关键装置作动器进行建模,通过对作动器进行系统辨识得到作动器传递函数以及SIMULINK模型;同时针对列车过曲线过程中的离心加速度设计滑动平均滤波器,并与一些常规滤波器滤波效果进行对比分析。最后,基于上述设计的控制器,对车辆系统的各种工况进行仿真,从而可利用车辆系统的评价指标验证控制算法的合理性。
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