弓网垂向振动半主动和主动控制仿真

为了改善高速列车受电弓垂向动力学性能,建立了受电弓非线性垂向动力学模型、弹性悬挂接触网垂向有限元动力学模型和车辆动力学模型。考虑弓网耦合振动和轨道激扰,采用受电弓框架顶点或弓头的垂向位移和速度反馈,将半主动控制减振器或主动控制作动器安装在受电弓基座和框架之间。应用数值仿真方法,研究了受电弓接触网垂向耦合振动的半主动和主动控制,并对其控制性能进行了比较。比较结果表明:与无控制时相比,在车速为250 km.h-1时,弓网接触压力方差最小减小值为26.84%,在车速为300 km.h-1时,最小减小值为20.88%,因此,采用半主动和主动控制能明显减小弓网振动和接触压力的低频波动,改善了受流质量,且半主动控制系统结构简单,易于实现,在不动作时不会改变受电弓本身的动力学性能。     

基于神经网络控制的半主动空气悬架仿真研究

以某空气悬架大客车1/4车辆模型为仿真对象,设计了模型参考神经网络自适应控制器,并以正弦和随机输入为路面激励,以簧载质量垂直方向振动加速度值为控制量,对模型进行了计算机仿真,从簧载质量加速度时间历程可以看出神经网络控制器对工况和结构参数的变化具有较好的自适应能力.     

车载式排气烟幕装置的设计

车载式排气烟幕装置是直接利用车辆本身的发动机、车载油及排气系统生成的烟幕,能遮蔽可见光和近红外波段,用以对付目视观察和近红外侦察．对付机载及陆基武器平台火控系统上的激光测距、光电自动跟踪装置和激光目标指示器,防止激光制导武器的攻击,干扰制导方式的制导武器及非制导武器（普通炸弹、火箭弹等）的攻击。     

改善高速列车的横向乘坐舒适度--半主动悬挂减振装置的应用

在阐述了高速列车乘坐舒适度恶化的原因 ,并对各种解决方法进行比较后 ,提出了几种改善横向乘坐舒适度的方法。侧重介绍了日本新干线列车所采用的半主动悬挂减振装置的机理、特征、在日本的应用情况以及在日本和中国铁路车辆上的试验结果。     

基于开关阻尼控制的铁道客车系统的动力学性能研究

建立具有23个自由度的铁道客车系统非线性数学模型。在客车二系悬挂系统中采用具有开关阻尼控制的横向半主动减振器,并考虑半主动悬挂系统的时滞。分析被动悬挂和具有开关阻尼控制的半主动悬挂客车在直线轨道上的蛇行运动稳定性和随机振动响应。研究半主动减振器的阻尼参数和半主动悬挂系统的时滞对客车系统临界速度和随机响应的影响。计算表明,尽管半主动悬挂使客车系统的临界速度低于被动悬挂,构架的横向加速度和轮轨横向力也要大于被动悬挂,但它能够大大减小车体的横向振动加速度,改善旅客的乘坐舒适性。     

基于加速度阻尼控制的半主动悬挂研究

半主动悬挂是改善铁道车辆振动、提高乘坐舒适度的有效对策。但由于铁道车辆的特殊性和复杂性,车辆动力学系统的精确数学模型很难获得,这限制了现代控制理论在实用化半主动悬挂中的应用;而天棚阻尼控制所需车体的绝对速度很难测量,若采用测得车体加速度积分得到车体绝对速度的方法,其传感器的误差和系统噪声会导致车体绝对速度产生误差,从而影响减振效果。基于上述原因,本文提出加速度阻尼控制方法,即采用与车体加速度成正比的振动衰减力来抑制车体振动,并对加速度阻尼控制方法稳定性进行理论分析和仿真研究。仿真结果证明:与被动悬挂相比,车体振动加速度有效值和最大值在各速度级分别减少了55%~63%和53%~66%,Sperling乘坐指数也得到明显改善;且加速度阻尼控制具有很好的鲁棒性和适应性。可见该方法能有效地提高铁道车辆的平稳性和乘坐舒适性。     

高速动车组半主动悬挂系统的研究

对高速动车组半主动悬挂系统进行研究,完成了半主动悬挂系统的理论分析、系统设计、控制策略设计、半主动减振器和控制器工程化样机的研制及系统的台架动力学性能试验等工作.台架试验采用实测不平顺轨道谱,对比了不同速度下半主动正常和半主动失效工况下车体的动力学性能指标,试验结果表明,研制成功的半主动悬挂系统能较有效地改善高速动车组车体的横向动力学性能.     

车辆半主动悬架全息最优滑模控制器设计方法

为使半主动悬架在名义工况下获得尽可能优的使用性能, 保证在变参数/行驶工况下具有良好的鲁棒性, 提出一种车辆半主动悬架全息最优滑模控制器设计方法。基于车辆模型分析了现有最优滑模控制器不能使半主动悬架在名义工况下获得较优性能与在变参数/行驶工况下鲁棒性较差的原因。通过对半主动悬架控制系统状态方程进行扩展, 构建了不丢失任何系统结构与期望性能信息的滑模流形函数, 据此设计了半主动悬架全息最优滑模控制器。通过变参数多工况数值仿真对比了采用现有最优滑模控制器的半主动悬架、采用全息滑模控制器的半主动悬架与被动悬架的性能。分析结果表明: 在名义工况下, 采用全息最优滑模控制器的半主动悬架的综合性能较采用现有最优滑模控制器的半主动悬架与被动悬架的综合性能分别提高了88.30%、38.33%;在变参数工况下, 采用全息最优滑模控制器的半主动悬架、采用现有最优滑模控制器的半主动悬架和被动悬架的综合性能指标的最大波动分别是26.22%、74.42%、46.39%;在变行驶工况下, 采用全息最优滑模控制器的半主动悬架、采用现有最优滑模控制器的半主动悬架和被动悬架的综合性能指标的最大波动分别是78.55%、106.22%、115.06%。可见, 相比于被动悬架与采用现有最优滑模控制器的半主动悬架, 采用全息最优滑模控制器的半主动悬架可获得更好的名义工况使用性能与变工况鲁棒性。     

基于VSL-MPC的半主动悬架预瞄控制研究

车载传感器为智能汽车提供了丰富的环境感知信息,然而,在电控悬架控制算法中,车辆所感知的路面信息尚未能被充分利用,造成车辆动力学控制效果不佳。本文以半主动悬架高性能预瞄控制问题为研究主题,提出了一种变步长模型预测控制（VSL-MPC）算法。该算法根据实时车速和双目相机采集的路面信息来确定预瞄控制步长,使得纳入控制算法中的路面感知信息能够更准确地反映路面特征,有助于半主动悬架在更恰当的时刻对悬架阻尼特性进行调节,能够实现更理想的悬架决策控制。利用双目相机对真实道路开展路面信息采集,引入半主动悬架系统最优性能界限作为性能评价基准,建立4种基于模型预测控制的半主动悬架仿真模型,仿真对比结果表明,驶过连续减速带和井盖冲击等典型城市路面特征时,所提出的VSL-MPC算法控制下的簧载质量垂向加速度与最优性能界限的差距仅为0.72和2.33 dB,相比传统预瞄MPC算法的4.31和4.46 dB、传统无预瞄MPC算法的4.04和4.74 dB具有显著提升,新算法能有效提升半主动悬架的动力学性能。     

半主动悬架非线性反馈控制研究

针对ｏｎ－ｏｆｆ型半主动悬架控制系统所存在的高频时产生振颤等缺点，提出了一种通过非线性反馈控制可连续调节悬架参数的新型半主动控制方案。计算机模拟结果表明，该控制方法的半主动悬架的性能优于ｏｎ－ｏｆｆ型半主动悬架和传统的被动式悬架。