H∞与μ鲁棒控制方法在车辆主动悬挂中的应用

在概述Ｈ∞与μ鲁棒控制的基本理论之后，着重介绍了国外学者应用Ｈ∞方法于车辆（包括磁悬浮列车）主动悬挂的鲁棒控制系统的研究情况。他们的研究结果表明：Ｈ∞优于ＬＱＧ方法，是车辆主动悬挂控制的有效方法。应用Ｈ∞和μ方法于铁路车辆主动悬挂控制，是一个具有理论意义与工程价值的研究课题。     

车辆主动悬挂的H∞最优控制

概述Ｈ∞最优控制的基本理论之后，介绍了国外学者利用Ｈ∞最优控制原理设计车辆（包括磁悬浮列车）主动悬挂的控制系统的研究情况。他们的研究结果表明，车辆主动悬挂的Ｈ∞最优控制方法的性能优于ＬＱＧ设计方法。     

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。     

神经网络预测控制在摆式列车倾摆系统中的应用

介绍摆式列车倾摆控制系统神经网络预测控制的原理及模型,分析了神经网络控制算法,列出了控制器设计的算式,探讨了预测控制系统对实测信号的预测时间为0.2s、0.68 s的预测参考输入的跟踪能力。仿真和试验表明,神经网络预测控制在摆式列车控制系统中的应用是切实可行的。     

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。     

摆式列车倾摆系统的基本设计方法

介绍了摆式列车倾摆机构的基本组成，设计程序，设计原则，设计规律和设计步骤等，为摆式列车倾摆机构总体方案设计提供参考。     

意大利摆式列车的开发

介绍意大利近年来对ＥＴＲ系列摆式列车的开发与试验研究，重点探讨了对第二代摆式列车ＥＴＲ４６０进行的性能、设计改进和线路试验。该车装用的Ｐｅｎｄｏｌｉｎｏ倾摆装置，结构简单、重量轻、造价低，便于控制和使用。列车的动力学性能、走行质量、舒适度等项指标均符合ＵＴＣ国际标准。     

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。     

试验室摆式车体型式及液压缸行程的确定

摆式列车能显著提高列车通过曲线的速度，缩短运行时分。经过分析、设计、对比，指出瑞典Ｘ２０００型摆式列车的型式和控制模式比较适合我国国情，重点说明了试验室中摆式列车的型式及液压缸行的确定，还介绍了一些有源倾斜系统的基本知识。     

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。     

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。     

摆式列车的发展及在我国的应用前景

介绍了国外摆式列车的特点，运用和发展概况，指出运用摆式列车提高运行速度和运输能力是一种在保持原有运输方式的条件下行之有效的方法；阐明了摆式列车在我国的运用实践和前景，并根据外国的运用经验和我国的国情，提出了我国发展摆式列车的模式，预示了应用摆式列车带来的经济效益和社会效益。     

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。     

摆式列车的发展和运用前景

介绍了摆式列车作为一种在既有线路上提高运行速度的补充措施，近２０年来在许多国家得到广泛运用。提出在山地和丘陵占在部分面积的中国西部地区，采用摆式列车提速是最为有效的方法之一。在介绍摆式列车的运用实践和发展概况之后，提出了中国发展摆式列车的前景和模式。     

摆式列车技术的发展

介绍摆式列车在走向实用化过程中出现的一些技术问题及其解决方法。随着技术问题的解决，改进了摆式列车在通过弯道时的乘坐舒适性并使摆式列车的成本明显降低。     

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。     

摆式列车可控径向转向架建模及动力学仿真

建立了摆式车辆系统动力学模型，采用数值仿真方法研究了摆式列车曲线通过时径向转向架的动力学性能。仿真结果表明，摆式列车以高于常规列车30％的速度通过曲线时，采用迫导向径向转向架能有效降低轮轨磨耗和改善动力学性能，主动控制径向转向架能达到与迫导向径向转向架相近的效果，两者的曲线通过性能均比无导向和自导向径向转向架好，且具有较高的非线性临界速度。可控径向转向架能方便地调整径向增益，且在作动器卸荷后具有与自导向径向转向架一样的性能。     

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。     

关于良好非线性模型鲁棒稳定性的初步探讨

利用系统输入输出稳定性理论，本文提出了一批基于良好非线性模型的控制系统的鲁棒稳定性的充分条件。结论表明，为增加良好非线性控制系统的鲁棒稳定性，应设计控制系统，使得其线性部分传函的Ｈ∞范数尽可能的大，或者其Ｎｙｑｉｓｔ轨迹位于复平面的适当范围内。