摆式列车倾摆控制信号预测及动力学仿真

为研究摆式列车倾摆控制信号预测方法,建立“动车＋拖车＋拖车”3辆车编组的摆式列车机电耦合系统动力学模型。建模中考虑了列车系统中存在的轮轨蠕滑力非线性、钩缓作用力非线性和悬挂力非线性。摆式列车通过安装于头车前转向架的陀螺仪在线检测曲线,对测出的横向加速度信号进行滤波和实时生成倾摆控制信号。为了补偿加速度信号的滤波延时,对倾摆控制信号的预测分别采用线性插值法和线性BP神经网络预测,并仿真研究摆式列车曲线通过性能。数值仿真结果表明：线性插值法预测和神经网络预测均能有效补偿加速度信号的滤波延时,使头车及时倾摆,大幅度降低未平衡横向加速度;在输入信号波动较大和预测时间较长时,神经网络预测效果更好;倾摆控制信号的预测方法对车辆动力性能影响不大。     

基于CMAC的摆式列车倾摆控制研究

摆式列车是具有诸多不确定因素的动态系统,其倾摆系统的控制是摆式列车成功的关键,利用传统控制方式很难得到倾摆系统较好的控制品质。本文针对摆式列车的特点提出一种基于CMAC神经网络与PID相结合的倾摆系统并行控制方法。该方法利用传统PID实现反馈控制,保证系统的稳定性,且抑制扰动;利用CMAC神经网络控制器实现前馈控制,确保系统的控制精度和动态响应速度。此外,该并行控制算法相对简单,实时性好,易于在倾摆控制系统中实现。通过对阶跃信号、正弦波信号和方波信号的跟踪仿真,表明该算法克服了传统控制的不足,增强了倾摆系统的控制精度,提高了系统的动态响应速度,并且使系统具有较强的抗干扰性和鲁棒性。     

基于线性自适应神经网络的摆式列车横向加速度预测研究

阐述了用线性自适应神经网络对即将输入的控制参考信号进行多步在线自适应预测并编程实现的方法。对实测信号的仿真分析表明,线性自适应网络可以以满意的精度对摆式列车横向加速度进行多步预测,有效解决由于各种因素造成的滞后补偿问题。     

摆式列车倾摆控制系统研究

对摆式列车的工作原理和倾摆控制系统的各子系统－检测子系统、控制子系统、通信子系统、作动子系统的功能原理进行了详细阐述，并对我国正在研制的摆式列车的倾摆控制系统的进展情况进行了介绍。     

摆式列车倾摆伺服控制系统辨识方法仿真研究

针对摆式列车倾摆伺服控制系统的原理及特点,应用不同的辨识方法对倾摆伺服控制系统进行辨识,并对各种方法辨识结果进行比较。仿真试验结果表明:当考虑倾摆控制系统的非线性时,神经网络方法能很好地辨识出倾摆伺服控制系统的动态特性,解决倾摆伺服控制系统辨识中的非线性问题,而其它方法较差。     

摆式列车的H∞鲁棒控制研究

在概述摆式列车基本工作原理的基础上，针对摆式列车运行环境的不确定性特点，提出了Ｈ∞控制方法。理论与试验研究表明，采用Ｈ∞控制方法符合摆式列车系统的基本设计思想，按试验模型设计的Ｈ∞车体倾摆控制系统，不仅满足要求的动态和稳态性能指标，而且在对象模型参数连续时变摄动的情况下，仍然具有相当的鲁棒稳定性能。     

摆式列车倾摆控制系统维护软件设计

摆式列车是既有线路提速的一种有效方式,其关键技术是倾摆控制系统,而倾摆控制系统的维护是保障摆式列车安全运行的重要措施。文章介绍了机电式摆式列车倾摆控制系统各关键部件的故障,设计了相应的维护软件。该软件利用VB实现主控计算机与便携式PC机间的串行通讯,将主控计算机存储的故障信息传送到便携式PC机,通过该软件直接分析系统状态信息,从而方便实现倾摆控制系统的维护。     

摆式列车倾摆作动器的现状及发展

简要介绍了目前摆式列车采用的倾摆作动器原理及特点,阐述了直驱式容积控制电液伺服系统技术。通过与传统的电液伺服系统及机电式伺服系统进行对比分析,可以看出运用直驱式容积控制电液伺服技术生产的机电液作动器具有体积小、质量轻、适应振动工作环境的特点,在未来摆式列车倾摆控制系统上具有广阔的运用前景。     

摆式列车倾摆控制系统维护软件设计

摆式列车是既有线路提速的一种有效，其关键技术是倾摆控制系统，而倾摆控制系统的维护是保障摆式列车安全运行的重要措施，文章介绍了机电式摆式列车倾摆控制系统各关键部件的故障，设计了相应的维护软件。该软件利用VB实现主控计算机与便携式PC机间的串行通讯，将主控计算机存储的故障信息传送到便携式PC机，通过该软件直接分析系统状态信息，从而方便实现倾摆控制系统的维护。     

基于AIC信息准则法的摆式列车倾摆伺服系统建模研究

通过对摆式列车倾摆控制系统输入、输出数据的研究,建立一个来自实验数据的倾摆控制系统模型。基于AIC信息准则法极大似然参数估计建模的基本思想和理论,分析摆式列车倾摆伺服系统的结构、作动原理及控制输入参考信号的特点,通过仿真获取摆式列车倾摆控制系统的输入、输出数据,用极大似然函数法对同类模型的不同模型结构进行参数估计,并以得到的估计参数计算出相应的似然函数值及AIC信息距离值,选取AIC信息距离最小的模型为倾摆伺服系统的模型。实验仿真结果表明:基于AIC信息准则的极大似然参数估计方法能够对系统模型进行建模估计,该模型不仅是同类模型中与实际系统误差最小的而且是最佳的。     

摆式列车倾摆机构模式选择研究

对目前国外摆式列车倾摆机构的主要模式进行了分析，并从理论上对2种广泛运用的倾摆机构——四连杆和滚动导轨倾摆机构模式进行了研究。研究结果表明，在设计合理的前提下，滚动导轨式倾摆机构可以降低对作动器推力的要求，同时增加倾摆机构的回复刚度，采用较小的作动器即可满足车体倾摆要求。     

我国摆式列车发展模式的探讨

简要介绍了我国发展摆式列车的背景；从倾摆机构、作动器类型、线路信息检测方式、牵引方式和转向架等方面对国外摆式列车发展模式进行了探讨；结合路情，提出了我国发展摆式列车的模式。     

摆式列车车休倾摆机构同步问题研究

针对倾摆机构和作动器因安装空间位置受限制以及为保证互换性而采取相对安装的方式带来的车体倾摆机构的同步问题,分析了摆式列车车体倾摆角度与作动器行程的关系,提出作动器主从同步的控制方式,即以一个作动器的输出作为理想输出,其余的作动器受控跟踪这一选定的理想输出,达到同步控制。这种同步控制方式具有灵活、快速、准确的输出响应,并通过试验得到了验证。     

摆式列车倾摆控制系统故障检测诊断的试验研究

提出了采用小波变换对摆式列车倾摆控制系统的故障进行检测和诊断的方法；摆式列车实验台倾摆系统执行机构故障和传感器的故障试验证明，采用小波变换检测诊断倾摆系统的故障是行之有效的。另外还提出了一种确定故障检测的阈值的新方法。     

伪微分反馈次变量控制在倾摆系统中应用的仿真与试验研究

论述了伪微分反馈次变量（ＰＤＦＳＶ）控制方法。在摆式列车机电式倾摆系统中采用ＰＤＦＳＶ设计控制器，以加速度为次变量，能保证在倾摆过程中车体的加速度在允许值范围内，仿真和试验证明了这种控制器是切实可行的。     

基于RS485的摆式列车通信系统及其试验研究

阐述了摆式列车通信系统基本工作原理，介绍了采用ＲＳ４８５ 差分总线结构设计构造的试验型摆式列车通信网，并提出了相应的通信协议。实车通信试验证明，该简易通信网络能满足摆式列车实车运行的实时性与可靠性要求。     

摆式列车受电弓倾摆机构运动学分析

对于动力分散的摆式电动车组,带受电弓的车体倾摆时,受电弓也要作相应的倾摆,才能保证受电弓与接触网的正常接触。文章根据受电弓技术要求,运用ADAMS软件,对基于四连杆机构的被动式受电弓倾摆机构进行了几何建模以及运动学分析。对倾摆机构尺寸参数进行了优化,使受电弓在车体倾摆过程中始终处于正常工作范围之内,以确保受电弓正常受流,为受电弓倾摆机构的设计开发提供了依据。     

车端联接装置对摆式列车横向动力学的影响

从摆式列车的特殊结构出发,建立了车端联接装置的等效模型。利用2M2T摆式动车组统一模型进行其横向动力学的计算机仿真分析,明确了车端联接装置的刚度值对摆式动车组动力学性能的影响,并预测了摆式列车组的动态曲线通过性能。     

摆式电动车组受电弓倾摆系统的模式研究

根据国外的经验，指出采用动力分散的摆式列车可有效减小轴重，降低轮轨横向力和磨耗，是在既有线上提高列车运行速度的有效途径。重点阐述了国外摆式电动车组受电弓系统的倾摆模式，并对其特点进行了系统分析，提出了受电弓倾摆系统设计所需考虑的关键技术。