基于磁流液變阻尼器的列車半主動(dòng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及列車檢測(cè)控制領(lǐng)域。更具體地，設(shè)及一種基于磁流液變阻尼器的列車 半主動(dòng)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)高速鐵路和城市軌道交通系統(tǒng)的快速發(fā)展，列車的運(yùn)行速度不斷提高。 提速后的列車已暴露出一些新的動(dòng)力學(xué)性能問(wèn)題，一些線路的等級(jí)差異較大且受條件限制 不易改造，已很難適應(yīng)列車進(jìn)一步提速要求。另外，依靠保持高水準(zhǔn)的軌道等基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)抑 制振動(dòng)需要巨額的費(fèi)用。面對(duì)列車與線路的振動(dòng)、沖擊和動(dòng)態(tài)載荷不斷增大引起的矛盾，軌 道車輛動(dòng)力學(xué)應(yīng)從確保運(yùn)營(yíng)安全和平穩(wěn)運(yùn)行方面著手，W實(shí)現(xiàn)提高抗疲勞強(qiáng)度、減少磨損、 延長(zhǎng)壽命，降低維護(hù)費(fèi)用。
[0003] 傳統(tǒng)軌道車輛的轉(zhuǎn)向架懸掛系統(tǒng)由彈性元件和阻尼元件組成，為被動(dòng)懸掛方式， 能夠提供軌道車輛自轉(zhuǎn)向和曲線通過(guò)能力。然而傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架隨著列車運(yùn)行速度的提高會(huì)導(dǎo) 致蛇形運(yùn)動(dòng)失穩(wěn)現(xiàn)象。傳統(tǒng)的軌道車輛通過(guò)縱向連接的彈黃、阻尼器等原件提供一定的剛 度來(lái)克服蛇形運(yùn)動(dòng)失穩(wěn)現(xiàn)象。但是運(yùn)種被動(dòng)懸掛系統(tǒng)是W損失曲線通過(guò)能力和顯著增加橫 向輪軌接觸力來(lái)實(shí)現(xiàn)，運(yùn)會(huì)造成輪軌嚴(yán)重磨損和輪軌接觸疲勞加劇。
[0004] 被動(dòng)懸掛可W在一定程度上滿足車輛對(duì)動(dòng)力學(xué)性能的要求，但由于被動(dòng)懸掛的參 數(shù)在車輛運(yùn)行的過(guò)程中無(wú)法實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，難W解決運(yùn)行線路斷面的多樣性與懸掛參數(shù)單一 性、列車運(yùn)行速度的不定性與傳統(tǒng)懸掛參數(shù)的一定性之間的矛盾，因而無(wú)法適應(yīng)列車高速 運(yùn)行時(shí)對(duì)動(dòng)力學(xué)性能的更高要求。 陽(yáng)〇化]與被動(dòng)懸掛系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的是全主動(dòng)懸掛系統(tǒng)。全主動(dòng)懸掛系統(tǒng)能根據(jù)當(dāng)前線路與車 輛運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)主動(dòng)元件（通常為液壓系統(tǒng)）提供主動(dòng)動(dòng)作力，W提高車輛的運(yùn)行平穩(wěn) 性。但全主動(dòng)懸掛系統(tǒng)存在需要消耗大量外部能量和系統(tǒng)失效后列車運(yùn)行性能急劇惡化的 問(wèn)題。
[0006] 因此，需要提供一種基于磁流液變阻尼器的列車半主動(dòng)控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于磁流液變阻尼器的列車半主動(dòng)控制方法，W提升 列車的臨界運(yùn)行速度和列車的曲線通過(guò)能力。
[000引為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0009] 一種基于磁流液變阻尼器的列車半主動(dòng)控制方法，包括如下步驟：
[0010] S1、利用巧螺儀獲取列車運(yùn)行過(guò)程中前、后輪對(duì)的搖頭角速度《"和轉(zhuǎn)向架 的搖頭角速度
[0011] S2、對(duì)列車運(yùn)行過(guò)程中前、后輪對(duì)的搖頭角速度《"和轉(zhuǎn)向架的搖頭角速度 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算，獲得前、后輪對(duì)相對(duì)于轉(zhuǎn)向架的相對(duì)搖頭角速度《ff、
[0012] S3、利用車輛數(shù)據(jù)總線MVB獲取列車運(yùn)行的相關(guān)線路信息；
[0013]S4、根據(jù)相關(guān)線路信息判斷列車運(yùn)行路段類型，并根據(jù)與列車運(yùn)行路段類型相應(yīng) 的列車控制策略，通過(guò)控制在列車上布設(shè)的多個(gè)縱向磁流液變阻尼器實(shí)現(xiàn)對(duì)列車的控制；
[0014] 與列車運(yùn)行路段類型相應(yīng)的列車控制策略如下：
[0015] 若列車運(yùn)行路段為直線段線路，則列車控制策略為：控制分別安裝在列車一系懸 掛輪對(duì)左前側(cè)、右前側(cè)、左后側(cè)、右后側(cè)軸箱和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架之間的縱向磁流液變阻尼器均保 持電壓值U，電壓值U根據(jù)相關(guān)線路信息和磁流液變阻尼器規(guī)格參數(shù)而設(shè)定；
[0016] 若列車運(yùn)行路段為曲線段線路，則列車控制策略為：
[0017] 當(dāng)曲線為向右轉(zhuǎn)彎時(shí)：
陽(yáng)〇2引公式中111、112、113、114分別為安裝在列車一系懸掛輪對(duì)左前側(cè)、右前側(cè)、左后側(cè)、右后 側(cè)軸箱和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架之間的縱向磁流液變阻尼器的控制電壓值。
[0024] 優(yōu)選地，步驟S2進(jìn)一步包括如下子步驟：
[0025]S2. 1、對(duì)列車運(yùn)行過(guò)程中前、后輪對(duì)的搖頭角速度和轉(zhuǎn)向架的搖頭角速 度進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理；
[0026]S2.2、求得前、后輪對(duì)相對(duì)于轉(zhuǎn)向架的相對(duì)搖頭角速度?w-?b、= ?wr-?b〇
[0027] 優(yōu)選地，步驟S2. 1中數(shù)據(jù)預(yù)處理包括依次進(jìn)行：電流信號(hào)到電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換、抗 混疊濾波、模擬信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換。
[0028] 優(yōu)選地，步驟S3中相關(guān)線路信息包括：線路曲線轉(zhuǎn)彎方向，曲線起止點(diǎn)公里標(biāo) a1、a2,曲線半徑R。、曲線超局h。。
[0029] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0030] 本發(fā)明所述技術(shù)方案可在一定程度上解決軌道車輛直線運(yùn)行穩(wěn)定性和曲線通過(guò) 能力之間的矛盾，克服了被動(dòng)懸掛系統(tǒng)懸掛參數(shù)不可隨運(yùn)行狀況調(diào)節(jié)的問(wèn)題，同時(shí)有效克 服了全主動(dòng)懸掛系統(tǒng)需要大量外界能量和主動(dòng)系統(tǒng)失效后車輛性能急劇惡化的問(wèn)題。本發(fā) 明所述技術(shù)方案可W有效提高列車直線運(yùn)行的穩(wěn)定性，并提高臨界速度，同時(shí)改善列車的 曲線通過(guò)能力（輪對(duì)沖角、輪軌橫向力、脫軌系數(shù)、磨耗系數(shù)減小），實(shí)時(shí)性強(qiáng)，檢測(cè)單元簡(jiǎn) 單，不需要外界能量，僅僅依靠輪對(duì)與轉(zhuǎn)向架之間的相互運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生效果，可靠性強(qiáng)，費(fèi)用低。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0032] 圖1示出基于磁流液變阻尼器的列車半主動(dòng)控制方法流程圖。
[0033] 圖2示出在列車上布設(shè)傳感器和磁流液變阻尼器示意圖。
[0034] 圖3示出執(zhí)行步驟S2中數(shù)據(jù)預(yù)處理的信號(hào)采集單元示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō) 明。附圖中相似的部件W相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具 體描述的內(nèi)容是說(shuō)明性的而非限制性的，不應(yīng)W此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0036] 如圖1所示，本實(shí)施例提供的基于磁流液變阻尼器的列車半主動(dòng)控制方法，包括 如下步驟：
[0037]S1、利用巧螺儀獲取列車運(yùn)行過(guò)程中前、后輪對(duì)的搖頭角速度《"和轉(zhuǎn)向架 的搖頭角速度《b，具體過(guò)程為：
[0038] 如圖2所示，分別利用在轉(zhuǎn)向架前輪、后輪對(duì)上安裝的