约束轮对首次穿越失效的随机非线性最优控制

为分析约束轮对首次穿越失效后的最优控制,并改善系统的稳定性性能,建立受控动力学模型中考虑轨道不平顺激励和自身结构参激的动力学模型。基于随机动态规划原理控制策略,运用拟不可积Hamilton系统随机平均法,以可靠度最大化为控制目标,建立可靠性函数和首次穿越时间概率密度函数的动态规划方程。分析表明,通过控制作用,可使原本不稳定的系统在受控后变为概率意义上的稳定系统,在选取适当控制力条件下,可使原本不稳定的系统成为绝对意义上的稳定系统。另外,如果系统运行时失稳,在振动能量较小的失稳初期,提供较小的外界控制约束力,也能达到较好效果;而如果系统运行一段时间后具有较大振动能量,即使此时提供较大的控制约束力,已较难改善系统性能。     

轨道车辆整车滚振试验台稳态圆曲线模拟方法

在考虑车辆通过实际线路稳态圆曲线时所受的离心力作用、线路超高、轨道内外轨长度差、轨道自身圆曲线特征下,通过滚振试验台达到对实际曲线线路运行的模拟,并给出一种具体的台架试验方法。分析表明,整车线路工况与试验台工况在轮轨(轮)间接触点位移变化、轮对摇头角等接触特征,以及轮轨横向力、脱轨系数、磨耗功等轮轨力特征均具有较好的一致性,误差在5%以内。从工程角度看,本文提出的滚振试验台稳态圆曲线模拟方法是可行的,可为建立具有稳态圆曲线功能的滚振试验台提供理论依据。     

轨道随机激励下弹性约束轮对的首次穿越失效问题分析

考虑轨道激扰和自身结构参数随机因素建立弹性约束轮对的随机动力学模型,利用奇异性边界理论分析系统的随机全局稳定性,得到系统发生首次穿越失效的条件,同时建立系统可靠性函数和首次穿越时间的概率密度函数所满足的后向Kolmogorov方程和广义Pontryagin方程,结合初始条件和边界条件给出首次穿越问题的提法。结果表明:系统能量在接近安全工作域边界时降低得较快,能量初值远离安全域边界可降低损坏概率密度峰值并将对应的时刻延迟;系统失稳后在某一时刻最危险,而不是我们常认为的时间越长系统越危险;随着轨道随机激励强度的增加会使系统可靠性下降加快,平均首次穿越时间提前。