列車(chē)主動(dòng)懸掛多速率系統(tǒng)魯棒預(yù)測(cè)控制方法研究.pdf

1、隨著列車(chē)快速發(fā)展，懸掛系統(tǒng)控制性能將直接影響到列車(chē)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性，主動(dòng)懸掛系統(tǒng)是目前減振降噪技術(shù)研究的熱點(diǎn)對(duì)象，其能改善列車(chē)橫向和垂向振動(dòng)。然而現(xiàn)有的主動(dòng)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(kāi)展多速率主動(dòng)懸掛控制技術(shù)研究，設(shè)計(jì)多速率主動(dòng)懸掛系統(tǒng)魯棒預(yù)測(cè)控制器，以期優(yōu)化主動(dòng)懸掛減振性能。
　　本文首先考慮列車(chē)在運(yùn)行時(shí)受外界激擾輸入影響，將修改后的美國(guó)高速軌道譜作為列車(chē)垂向隨機(jī)激擾；考慮到多軸車(chē)因素和多軸激勵(lì)響應(yīng)

2、因素，建立了橫向-垂向9自由度主動(dòng)懸掛動(dòng)力學(xué)模型；并計(jì)算主動(dòng)懸掛模型舒適度指標(biāo)，驗(yàn)證模型合理性。
　　在連續(xù)時(shí)域模型的基礎(chǔ)上，離散化得到單速率懸掛模型，進(jìn)而采用提升技術(shù)建立多速率主動(dòng)懸掛模型；開(kāi)展基于LMI優(yōu)化的狀態(tài)反饋多速率主動(dòng)懸掛系統(tǒng)魯棒預(yù)測(cè)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(cè)控制模型，為列車(chē)多速率主動(dòng)懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)魯棒預(yù)測(cè)控制器；對(duì)比分析車(chē)體質(zhì)心垂向、點(diǎn)頭角和側(cè)滾角加速度等輸出時(shí)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(yàn)證了多速率系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性；采用魯棒預(yù)測(cè)控制后，多速率控制前后控制效果相差3倍，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的控制器效果，并且能在一定程度上驗(yàn)證魯棒預(yù)測(cè)控制實(shí)時(shí)優(yōu)化特性；驗(yàn)證多速率主動(dòng)懸掛系統(tǒng)的可控可觀測(cè)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(dòng)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(chē)在運(yùn)行時(shí)的控制性能。
　　在主動(dòng)懸掛系統(tǒng)建模、魯棒預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)