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。     

摆式列车倾摆系统及倾摆作动器的现状与展望

介绍了摆式列车的基本特点；描述了摆式列车倾摆系统各种形式；重点阐述了机电作动器的现状及发展趋势。     

一种新的摆式列车倾摆控制系统的故障检测方法

提出了一种利用未知输入观测器（UIO）对摆式列车倾摆控制系统进行故障检测的方法，该方法运用代数变换进行干扰解耦，设计一个降价未知输入观测器使残差对未知输入不敏感，而对故障敏感，通过一个简单阈值逻辑来检测故障，通过计算机仿真证明了该方法的有效性。     

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。     

摆式列车倾摆机构的故障检测和容错控制研究

提出摆式列车机电式倾摆机构的故障检测系统的构成，用自适应扩展卡尔曼滤波方法对倾摆系统的工作状况作出估计，推出了相应的故障检测律，针对实验室的摆式列车试验台作了计算机仿真。对倾摆系统控制器和传感故障提出容错控制方法，解决了故障发生后车体需要摆回正常位置的问题。     

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。     

三种典型摆式列车的倾摆机理及关键技术

对意大利ＥＴＲ４５０、瑞典Ｘ２０００和日本３８１系三种摆式列车的倾摆系统，控制原理及各自的关键技术作了初步探讨，以供我国开发借鉴。     

摆式列车及其相关技术研究

高速列车可以提高列车运动速度和运输能力，但修建高速铁路不仅投资高，而且工程周期长。作为一种在既有线路上提高运行速度的补充措施，摆式列车近20年来在世界上许多国家得到了广泛的运用。运用摆式列车提高运行速度和运输能力的方式是一种在保持原有运输方式的条件下投资少、见效快、行之有效的方法。本文将介绍国外摆式列车的特点、运用和发展概况及相关技术的研究。     

摆式列车车体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。     

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。     

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。     

摆式列车滚道式倾摆机构研究

介绍了摆式列车的倾摆机理 ,对在我国首次开发的摆式内燃动车组转向架基础上设计的滚道式倾摆机构的结构和几何特性进行了仿真研究。     

摆式列车导航系统研究

对现有曲线检测技术进行了分析,提出了将GPS定位、走行时的曲率数据与曲率基准对照、速度发电机的累积距离和导航地图数据等方法组合定位与导航的方法来实现摆式列车的运行。     

基于陀螺平台的摆式列车线路信息检测系统研究

针对各国摆式列车采用的检测模式存在的问题,提出了基于单轴陀螺平台的摆式列车倾摆控制检测方法。所用陀螺平台由一个二自由度的挠性动力调谐陀螺和一个石英挠性加速度计组成的单轴平台系统。测量时,借助安装在头车车体地板上的单轴陀螺平台和车体与二系悬挂之间的两个位移传感器建立测量的水平基准线,可测量出列车过曲线时线路的超高值和曲线的曲率值,通过简单计算便可得到摆式列车倾摆控制所需未平衡离心加速度的大小,为倾摆控制提供量的信息。此外,陀螺平台系统良好的动态响应特性,为实时判断列车进、出曲线提供了可能。试验和仿真计算表明,该检测方法能够避免对加速度传感器信号直接滤波带来的延迟,满足摆式列车倾摆控制实时性的要求。     

摆式列车研制的相关问题

由于车体倾摆技术的采用,在设计和使用摆式列车时必须考虑一系列的由倾摆车体而引发的新问题,现就摆式列车设计、运用的一些特有问题进行讨论.这些问题包括倾摆机构运动学要求、摆式列车动力学要求、限界要求、旅客舒适度要求、线路缓和曲线要求等.     

三系统城间摆式列车

介绍了具有3种供电制式的摆式列车的编组、车体和车内布置,以及试验和交付运用情况。     

列车主动减振器DSP控制系统的研究

在车辆简化模型的基础上，采用了比较成熟的线性二次型最优控制(LQG)对列车横向主动减振器进行控制，并利用DSP技术设计了控制系统的硬件，给出了控制器的原理图和部分硬件电路。使用MATLAB对控制效果进行了仿真，仿真结果表明在列车上安装半主动横向减振器能有效改善车体的横向振动性能。