铁道车辆主动悬挂随机最优控制研究

研究了铁道车辆二系横向悬挂安装振动主动控制装置，即主动悬挂时的动力学性能。介绍了设计控制规律的计算方法，并应用随机最优控制理论建立了一个两个自由度的车辆模型，求解了主动悬挂的最优控制规律，在时域进行了仿真分析。研究结果表明，主动悬挂可大大提高车辆动力学性能。     

铁道车辆转向架空气悬挂控制技术

介绍了当前铁道车辆转向架的有源悬挂空气弹簧车体倾斜技术和控制技术的开发现状.     

铁道车辆横向半主动悬挂系统仿真

运用ADAMS软件建立车辆动力学模型,进行动力学仿真运算。将由此得到的仿真结果传给MAT LAB软件,由MATLAB软件编写开关控制算法,计算出横向最优阻尼并将其值传给车辆模型。通过改变车辆模型中的横向阻尼值再次进行仿真运算,将运算结果再次传给MATLAB软件。如此相互调用,循环计算,从而找出最佳匹配阻尼值。在DSP硬件平台上编写横向半主动控制算法,使逐步寻优和开关控制相结合,以实现最优阻尼的开关控制。经使用标准信号和实车随机信号对算法进行仿真验证表明,这种控制算法简单可靠,能够实现对车辆横向的半主动控制策略。     

铁道车辆横向半主动悬挂试验系统

为解决半主动悬挂工程应用问题,在试验室建立了铁道车辆的横向半主动悬挂试验模型,开发了车辆试验模型横向半主动悬挂控制测试系统,采用自校正自适应控制方法进行控制前和控制后的试验对比研究。研究结果表明,通过半主动悬挂控制,车辆模型在不同速度等级时车体的平稳性和加速度的最大值都得到很大的提高。     

铁道车辆转向架摇动台悬挂系统横向刚度研究

在转向架的发展过程中,为了改善铁道车辆的动力学性能,提出摇动台式二系悬挂系统,其由摇枕、螺旋压缩圆弹簧、弹簧托盘和吊杆组成。文章基于摇动台结构的工作原理,导出摇动台系统的横向刚度计算方法,为此类转向架改进设计提供理论基础。     

铁道车辆垂向主动悬挂的预见控制

以4轴客车为研究对象,建立4轴客车车辆的6自由度垂向主动悬挂的动力学模型。主动悬挂的常规控制策略往往对系统本身因素所引起的响应滞后问题表现出无所适从,因此,借助测定的未来目标信号或外扰,对主动悬挂设计一个预见控制器来抑制车辆系统的垂向振动。研究结果表明,采用预见控制策略使车体的垂向振动加速度响应幅值降低60%,转向架的垂向振动加速度响应幅值降低30%左右,同时系统可按设定目标值预见步数为20提前作出响应。     

铁道车辆横向主动悬挂的H∞控制

研究铁道车辆横向主动悬挂采用H∞控制方案的振动控制效果。建立考虑车体横移、摇头、侧滚以及转向架横移的铁道车辆横向主动悬挂的控制模型。以该模型为基础,利用MATLAB软件设计铁道车辆横向主动悬挂的H∞控制器。为了验证设计得到的H∞控制器的控制效果,采用ADAMS/Rail多体动力学软件建立整车模型,与MATLAB软件进行联合仿真,比较被动悬挂、Skyhook主动悬挂、H∞主动悬挂3种情况下的仿真结果。结果表明,车辆横向主动悬挂采用H∞控制器后振动控制效果明显,有很强的鲁棒性,可以将车体横向加速度的低频部分减小2倍以上,且不会增加车体横向加速度的高频部分。     

铁道车辆主动、半主动空气弹簧悬挂系统的研究

主要研究具有空气弹簧悬挂系统转向架的铁道车辆，提出采用主动、半主动悬挂策略来改善车辆的垂直运行平稳性，并由此提出随机最优控制，阀控主动控制和半主动悬挂等三种不同悬挂控制策略。在最优控制和阀控主动控制策略中，空气弹簧既被用作二系悬挂元件，又被用作控制执行元件。在半主动悬挂策略中，连接空气弹簧和附加空气室的节流孔直径将按照控制规律来调节。理论及参数研究表明；这些控制方式是有效的，最后给出了阀控悬挂的实验结果。     

铁道车辆转向架回转性能的评价

概述了转向架回转性能试验装置,并介绍了利用该试验装置进行试验的实例,以及转向架回转阻力模型的建立。     

基于CNN-LSTM的车辆悬挂系统故障识别方法研究

高速铁路车辆（简称：车辆）运行条件恶劣多变,车辆悬挂系统的可靠性关系到行车安全和乘坐舒适性。当车辆的悬挂系统发生故障时,振动信号呈现非线性、非平稳的特征。为此,提出了一种基于卷积神经网络（CNN,Convolutional Neural Network）-长短时记忆（LSTM,Long Short-Term Memory）模型的车辆悬挂系统故障识别方法。通过SIMPACK平台建立了包含悬挂系统的车辆-轨道耦合动力学模型,获得了车辆系统各部件在健康状态及各类故障状态下的振动信号;以与故障元件关联部件的振动加速度信号作为模型输入,通过构建的CNN-LSTM模型对时序信号进行特征提取和分类预测,进而实现对车辆悬挂系统的故障识别;通过构建不同工况的故障数据集对该方法进行评估。试验结果表明,该方法在速度等级相同的情况下,故障识别准确率可达98%;在速度等级不同的情况下,故障识别准确率可达99%,验证了该方法的有效性。     

铁道车辆振动控制技术--有源与半有源悬挂分析

分析利用有源悬挂和半有源悬挂方法对铁道车辆振动控制的原理和技术。对日本最新型700系列高速列车上采用的可变阻尼减振器进行研究分析,认为其基本原理是通过高速电磁阀切换阻尼孔(节流孔),从而改变减振器的阻尼力达到控制振动的目的。指出在隧道内,车体的横向振动加速度可减少30%左右。介绍日本新开发的可以自动调整动力学性能的减震器的进展情况。给出横向用可变阻尼减振器和垂向用可变阻尼减振器内藏型空气弹簧的结构和特点。     

铁道车辆模态性能研究现状及其运用探讨

对国内外铁道车辆模态性能标准及相关要求进行了系统归纳,介绍了2项中国中车重大课题的相关研究背景和研究成果,在此基础上,对某型动车组控制车抖车问题进行了模态分析和动力学性能仿真分析。分析研究认为,加强车轮踏面等效锥度的管理可以有效防止控制车因转向架二次蛇行导致车体抖动,而车体一阶呼吸模态、一阶垂弯模态、一阶菱形模态对车体振动加速度和运行平稳性指标具有显著影响,在结合运用经验的基础上,提出了控制车模态规划建议。     

铁道车辆一系悬挂垂向变阻尼系统的开发

为了抑制车体垂向弯曲振动,提高铁道车辆乘坐舒适度,开发了一系悬挂阻尼控制系统.本文介绍了此系统的构成,并介绍了装有开发的可变一系垂向减振器的车辆在新干线数条线路上的运行试验情况.试验结果表明,该系统能有效降低车体一阶弯曲模态的垂向振动加速度,并改善乘坐舒适度.     

基于车辆动态曲线通过性能的主要悬挂参数优化

分析了悬挂参数的选取对车辆动态曲线通过性能的影响,并利用相关的动力学软件进行了仿真计算分析,得出各悬挂参数对动态曲线通过性能的影响规律.基于第二代非劣排序多目标遗传算法,采用自编的优化软件和动力学分析软件实现联合仿真对车辆悬挂参数进行优化设计.该方法实现了多目标优化,显著提高了设计效率.结果表明,优化后的悬挂参数明显改善了车辆的动态曲线通过性能.     

带非线性轴箱悬挂的城轨车辆动力学性能研究

以某种C型轻轨车辆为研究对象,在其基础上提出了转向架新型悬挂方式:一系采用一种连杆摩擦副机构,二系悬挂采用沙漏橡胶弹簧.对该转向架新型悬挂方式的结构和性能进行了分析,建立了非线性车辆动力学模型并进行了仿真.通过对转向架原悬挂方案和新方案在各种工况下的运行情况和动力学性能进行对比研究表明:新方案较好地改善了车辆动力学性能...     

基于ADAMS的悬挂式单轨车辆曲线通过性能分析

在分析日本千叶悬挂式单轨车辆的总体和转向架结构基础之上,通过对其各个零部件结构和连接关系的简化处理,利用ADAMS分析软件建立车辆仿真模型。以导向轮径向力最大值作为车辆曲线通过性能的评价指标,分别在不同车辆速度、不同走行轮侧偏刚度条件下,研究导向轮径向力的动态变化规律及其对车辆曲线通过性能的影响。结果表明,在确保车辆具有良好曲线通过性能的前提下,导向轮径向力分别随着车辆速度、走行轮侧偏刚度的增加而增大。     

提高铁道车辆安全性能的最新技术开发

介绍了日本铁道综合技术研究所为提高铁道车辆安全性能而最新开发的3项技术项目的进展情况,以及所取得的成果。     

高速铁道车辆焊接转向架材质性能分析与研究

对16MnR、16Mnq、SM490C以及14MnNbq研究表明在C、Si、Mn、P和S五元素当中，S含量对钢的冲击韧性影响较大。S含量在0.005%～0.020%范围内，随着S含量的增加钢的冲击韧性成倍下降。在相同范围内，P对钢的冲击韧性的影响很小。14MnNbq钢的强度与16Mn相当，冲击韧性大大优于16Mn。14MnNbq钢的碳当量较低，焊接性良好，冲击韧性较为突出，Akv－40℃≥100J。研制的TY-J507Q焊条采用CaF2-CaCO3-SiO2-TiO2渣系。焊缝金属的金相组织为细针状铁素体。焊条的熔敷金属水银法扩散氢检测结果为1.99Ml*100g－1，冲击功Akv－40℃≥47J。富氩焊焊丝ER50-3B的质量良好，焊接工艺稳定，强度与母材相当，冲击功Akv－40℃≥47J。采用14MnNbq及相关的焊接材料、工艺制造高速铁道车辆焊接转向架，将会大大提高转向架整体结构的力学性能。     

铁道车辆车轴疲劳强度的研究

车辆高速化以后，正确掌握车辆的疲劳度是极其重要的。本文介绍了采用实物车轴，通过变量载荷疲劳试验，对铁道车辆用车轴进行疲劳强度的研究情况。     

铁道车辆稳定性与曲线通过性能折衷最优化研究

本文将最优化理论运用于车辆横向动力学，建立了铁道车辆蛇行运动稳定性和曲线通过折衰最优化设计的数学模型，编制了相应的算法。然后，以高速客车为例，给出了转向架轴箱定位刚度为设计变量、直线上蛇行运动稳定性和曲线通过性能折衰优化为目标函数的计算实例，得到了一系定位刚度参数在可行域内的最优解。最后，由三维曲面以及等值线图从数值分析上证实了解的正确性。