作动器故障时摆式电动车组受电弓主动倾摆控制系统的自动容错控制方法

通过分析摆式电动车组受电弓主动倾摆控制系统的结构和工作原理,建立其状态方程和非完全失效故障情况下作动器模型.考虑到倾摆控制系统参数和作动器故障的不确定性,采用基于参考模型的自适应容错控制策略,通过将故障作动器损失的驱动力平均分配给其他无故障的作动器,实现作动器驱动力的重组.以某摆式电动车组的受电弓主动倾摆控制系统作动器发生故障为例,对电动车组以120km·h-1速度通过半径为800m的圆曲线线路时的容错控制进行仿真研究.结果表明;倾摆控制系统能够跟踪给定的参数输出并使状态跟踪误差迅速收敛为0,基于自适应容错控制技术设计的自适应故障补偿控制器能够有效实现部分作动器故障后作动器驱动力的重组,表明给出的自适应容错控制方法完全适用于摆式电动车组受电弓主动倾摆控制系统的不确定性运行环境.     

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。     

瑞士ICN列车的车体倾摆

简要介绍了瑞士ＩＣＮ列车车体倾摆的工作原理，以及车体倾摆驱动系统和受电弓倾摆装置的组成。     

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。     

欧洲摆式列车倾摆系统比较

欧洲摆式列车主要采取两种倾摆系统，主动倾摆系统和被动倾摆系统。本文重点介绍了ＡＢＢ公司Ｘ２０００和菲亚特公司Ｐｅｎｄｏｌｉｎｏ摆式列车的主动倾摆系统，以及ＳＩＧ公司和Ｔａｌｇｏ公司的被动倾摆系统设计原理，结构特点与试验运用情况，比较了这两种倾摆系统的性能，并对其安全极限和舒适度进行了评价，认为无论是主运还是被动倾摆系统均能有效地提高曲线通过速度，在既有线路上实现高速运营。     

基于LQR的高速受电弓最优半主动控制研究

论述受电弓控制类型及特点,探讨改善弓网动态性能的主要措施;建立受电弓最优主动控制和最优半主动控制模型;利用simulink仿真手段,对被动控制、最优主动控制、最优半主动控制下的弓网动态性能进行研究,进而依据相关评价体系分析最优主动控制和半主动控制策略对弓网动态特性和受流质量的影响。研究表明,受电弓的主动与半主动控制可有效改善弓网振动性能,而半主动控制具有所需外界能量少、控制过程无条件稳定、控制效果与主动控制接近等特点,将成为新型受电弓的主要研究方向。     

问与答

主动摆和被动摆各有什么优缺点?主动摆和被动摆的主要区别在于倾摆动作是否需要外部输入能量。 采用被动摆的优点在于系统结构简单，无需控制装置及检测装置，车体依靠自身所受的离心力进行倾摆，制造及维护简单且安全可靠。其缺点在于倾摆角度小，一般只有3°左右，因此提速效     

摆式列车主动倾摆控制的数值仿真研究

为了仿真研究摆式列车倾摆控制信号的生成和倾摆控制规律,笔者建立了摆式列车机电耦合动力学模型和倾摆系统模型。该模型通过位于头车一位构架上的陀螺仪实时检测曲线,由同一位置的横向加速度滤波信号得到倾摆控制信号,并用线性预测法得到头车和第二辆车的倾摆控制信号。设计了倾摆系统的P数字控制器和H∞鲁棒数字控制器。采用数值积分方法进行仿真计算,研究了各种计算工况下2种控制器的控制效果。针对倾摆角度、角速度和角加速度进行比较分析,结果表明,2种控制器都能很好地跟踪倾摆控制信号,在有反馈干扰或控制信号突变时,鲁棒控制器可以更好地抑制倾摆角加速度;减小P控制的比例系数可以降低倾摆角加速度,但跟踪性能变差。     

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。     

摆式列车受电弓基座导轨设计及运动分析

摆式列车技术的运用使铁路小半径曲线密集型线路的运行速度得到有效提高，世界各国铁路部门积极发展和推广应用摆式列车，以进一步提高运营效益，本文根据对摆式列车受电弓技术的要求和车体摆式机构运动形式，运用半解析半数值方法确定了受电弓活动其座导轨形状和几何尺寸，同时又分析了受电弓活动基座运动控制作动器的位形和运动状态，数据结果可作为受电弓活动基座动力学控制依据。     

动车组中央控制单元冗余切换不降弓功能的研究

为解决CRH5型动车组中央控制单元冗余切换过程中受电弓不能保持升弓状态的问题,对CRH5型动车组中央控制单元冗余切换和受电弓控制原理进行深入研究,分析中央控制单元冗余切换过程中受电弓不能保持升弓状态原因,提出了中央控制单元冗余切换不降弓的优化策略。大量现车试验证明,该优化策略能够实现中央控制单元冗余切换不降弓的功能,保证动车组运用的可靠性和稳定性。     

高速铁路弓网电弧试验系统

高速动车组通过弓网电接触获取电能。随着动车组运行速度的提高,受轨道不平顺、接触网波动以及受电弓弓头振动等因素的影响,弓网电接触状态恶化,使得弓网电弧频繁发生,弓网电弧对接触网导线、受电弓滑板侵蚀严重,影响受流质量,制约动车组速度进一步提升,因此有必要对弓网电弧进行系统研究。本文分析弓网滑动受流过程,研制一套弓网电弧试验系统。该系统能够模拟弓网柔性平直接触、滑板"Z"字形运动及垂向沉浮运动等弓网运动状态。并利用该系统对弓网接触电阻和电弧电气参数、形貌特征进行试验研究。     

动车组受电弓可靠性数据分析

为研究动车组受电弓在不同运营阶段的故障分布规律,文章以CRH3型动车组受电弓在不同运行阶段的两组故障数据为基础,运用最小二乘法分析故障数据的分布规律。计算结果表明,动车组受电弓故障数据服从威布尔分布;动车组受电弓在早期运营阶段故障率高,后期运营阶段故障率逐渐降低。本文的分析结果可以为不同运营阶段的动车组检修与故障预测提供理论依据。     

动车组升弓控制系统

以CRH3为背景描述了动车组升弓控制装置的组成和原理,包括压力空气的供给和调整。同时介绍了CRH3升弓控制过程,并对列车重联、过分相时的升弓控制原理和工作方式进行了介绍。     

动车组受电弓区域被动降噪技术研究

对高速动车组受电弓区域的外装结构及内装材料进行研究,采用实验法测试新结构及新材料加入前后受电弓区域隔声特性的变化,并对新结构及新材料加入前后的隔声特性变化情况进行对比和分析。研究结果表明,在受电弓平顶基础结构施加隔声罩、轻质吸音棉和超薄吸音板,能够在全频段内有效改善受电弓平顶结构的隔声水平。该结论可为动车组受电弓结构的隔声设计提供实验依据。     

适合于动车组运行的空气绝缘电分相探讨

通过对动车组受电弓、空气绝缘电分相相对位置的分析,提出了适合于运行速度为200 km/h的两组动车组连挂运行的空气绝缘电分相形式.