擺式列車主動徑向轉(zhuǎn)向架動力學(xué)研究.pdf

1、擺式列車在不改變乘客乘坐舒適度的前提下可以高速通過曲線路段，是既有線路提速的最有效、最經(jīng)濟(jì)的手段之一。但是以較高的速度通過曲線時(shí)，導(dǎo)致輪軌間的作用力增大，從而加劇了輪軌間的磨耗，使用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架勢必降低運(yùn)行安全性，因此提出了徑向轉(zhuǎn)向架這一概念。徑向轉(zhuǎn)向架可以有效地降低輪軌磨耗，并擁有較好的曲線通過性能，徑向轉(zhuǎn)向架在擺式列車中得到了廣泛的運(yùn)用。主動徑向轉(zhuǎn)向架是徑向轉(zhuǎn)向架的一種，相比于傳統(tǒng)的徑向轉(zhuǎn)向架，主動徑向轉(zhuǎn)向架包含主動徑向控制系統(tǒng)和主動

2、徑向控制機(jī)構(gòu)。主動徑向轉(zhuǎn)向架可以在曲線上根據(jù)線路實(shí)時(shí)信息實(shí)時(shí)控制輪對搖頭運(yùn)動，使之處于徑向位置，并提高直線上蛇行運(yùn)動穩(wěn)定性。主動控制技術(shù)在鐵道車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，主動徑向轉(zhuǎn)向架也將得到國內(nèi)外鐵道車輛專家學(xué)者的重視。
　　 本文首先介紹了主動徑向轉(zhuǎn)向架的基本原理，確定了主動徑向控制的徑向結(jié)構(gòu)形式:在構(gòu)架與輪對之間建立四個(gè)作動器，分別控制前后兩個(gè)輪對的搖頭運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)徑向目的。確定了主動徑向轉(zhuǎn)向架的主動徑向控制的控制規(guī)律。

3、根據(jù)相關(guān)基本參數(shù)，將其各個(gè)部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模前處理，然后在SIMPACK中建立仿真模型。并建立了擺式客車中各個(gè)剛體的統(tǒng)一動力學(xué)方程。
　　 其次選取了主動徑向轉(zhuǎn)向架擺式客車的主動控制系統(tǒng)的控制方法。通過對經(jīng)典PID控制方法、模糊控制方法以及混合型模糊-PID控制方法的比較分析可知:經(jīng)典PID控制方法階躍響應(yīng)較快，但是控制系統(tǒng)的輸出不穩(wěn)定;模糊控制方法控制系統(tǒng)的輸出穩(wěn)定，但是階躍響應(yīng)相對較慢;混合型模糊-PID控制方法階躍響應(yīng)較快，

4、且控制系統(tǒng)的輸出穩(wěn)定。最終選取混合型模糊-PID控制方法作為主動控制系統(tǒng)的控制方法。
　　 最后對主動徑向轉(zhuǎn)向架擺式列車的動力學(xué)性能進(jìn)行了研究分析，動力學(xué)性能研究內(nèi)容包括:運(yùn)行平穩(wěn)性、運(yùn)行穩(wěn)定性以及曲線通過性能。在研究曲線通過性能時(shí)，本文通過建立了裝備三種形式轉(zhuǎn)向架（常規(guī)轉(zhuǎn)向架、自導(dǎo)向轉(zhuǎn)向架以及主動徑向轉(zhuǎn)向架）的擺式客車模型，根據(jù)相關(guān)動力學(xué)評價(jià)指標(biāo)對其進(jìn)行了比較分析。結(jié)果表明，主動徑向轉(zhuǎn)向架可以有效地降低輪軌磨耗，對輪軌橫向力、