列車主動懸掛多速率系統(tǒng)魯棒預(yù)測控制方法研究.pdf

1、隨著列車快速發(fā)展，懸掛系統(tǒng)控制性能將直接影響到列車運行穩(wěn)定性和安全性，主動懸掛系統(tǒng)是目前減振降噪技術(shù)研究的熱點對象，其能改善列車橫向和垂向振動。然而現(xiàn)有的主動懸掛研究中往往忽視多速率現(xiàn)象，本文是在相關(guān)研究背景下，開展多速率主動懸掛控制技術(shù)研究，設(shè)計多速率主動懸掛系統(tǒng)魯棒預(yù)測控制器，以期優(yōu)化主動懸掛減振性能。
　　本文首先考慮列車在運行時受外界激擾輸入影響，將修改后的美國高速軌道譜作為列車垂向隨機激擾；考慮到多軸車因素和多軸激勵響應(yīng)

2、因素，建立了橫向-垂向9自由度主動懸掛動力學(xué)模型；并計算主動懸掛模型舒適度指標(biāo)，驗證模型合理性。
　　在連續(xù)時域模型的基礎(chǔ)上，離散化得到單速率懸掛模型，進而采用提升技術(shù)建立多速率主動懸掛模型；開展基于LMI優(yōu)化的狀態(tài)反饋多速率主動懸掛系統(tǒng)魯棒預(yù)測控制算法研究，將得到的多速率狀態(tài)空間模型作為預(yù)測控制模型，為列車多速率主動懸掛系統(tǒng)設(shè)計魯棒預(yù)測控制器；對比分析車體質(zhì)心垂向、點頭角和側(cè)滾角加速度等輸出時域響應(yīng)結(jié)果，多速率比單速率系統(tǒng)具備更

3、好的響應(yīng)性能，其減振效果優(yōu)于單速率系統(tǒng)，從而驗證了多速率系統(tǒng)設(shè)計的合理性；采用魯棒預(yù)測控制后，多速率控制前后控制效果相差3倍，驗證了所設(shè)計的控制器效果，并且能在一定程度上驗證魯棒預(yù)測控制實時優(yōu)化特性；驗證多速率主動懸掛系統(tǒng)的可控可觀測性和分析了其魯棒穩(wěn)定性；在基本采樣周期一定的情況下，利用遺傳算法得到多速率主動懸掛系統(tǒng)性能最優(yōu)的采樣周期，并采用這一最優(yōu)采樣周期優(yōu)化列車在運行時的控制性能。
　　在主動懸掛系統(tǒng)建模、魯棒預(yù)測控制器設(shè)計