基于磁流变阻尼器的机车横向悬挂半主动控制研究

半主动控制与被动控制和主动控制相比具有可靠性高、能耗低和容易实现的特点,正成为一种颇具前景的悬挂振动控制方式.利用磁流变液的流变特性制成的磁流变阻尼器是一种性能优良的半主动控制装置.本文首先建立了采用磁流变阻尼器的三自由度机车车辆横向半主动悬挂系统模型;在对磁流变阻尼器的阻尼特性进行试验研究的基础上,提出了一种磁流变阻尼器的数学模型,并用优化方法确定了的模型参数;而后提出了一种半主动控制策略,得到了系统的振动响应;与被动悬挂相比,采用磁流变阻尼器的机车横向半主动悬挂系统可显著降低悬挂质量的加速度值.     

磁流变阻尼器结构参数对汽车悬挂系统减振效果的影响与分析

采用Bingham磁流变模型,得出了半主动悬挂控制电流与系统的状态向量、阻尼器的结构参数等因素之间的变化关系,分析了阻尼器结构参数(如通道间隙、长度等)的变化对整个悬挂系统减振效果产生的影响,从而考查磁流变阻尼器的疲劳磨损与汽车悬挂减振效果的关联程度.     

高速列车半主动悬挂可变刚度和阻尼减振器适应性研究

针对中国高速列车运行速度高、运营里程长、轮轨磨耗加剧,被动悬挂式抗蛇行减振器适应性较差,导致转向架抗蛇行稳定性能不足的情况,开展半主动悬挂抗蛇行减振器研究。首先,基于高速列车悬挂系统非线性和轮轨接触非线性特征,建立了高速列车模型、磁流变阻尼器模型、可变刚度和阻尼抗蛇行减振器模型;然后分析了抗蛇行刚度和阻尼参数对新轮轨和磨耗轮轨的车辆动力学性能的影响,并针对磨耗轮轨接触提出了半主动悬挂控制策略;最后,对比分析了被动悬挂和半主动悬挂车辆运行性能的差异。结果表明:通过采用半主动悬挂调整抗蛇行减振器的刚度和阻尼参数可大幅改善磨耗轮轨接触的车辆运行性能,保证构架不发生蛇行失稳,与采用被动悬挂抗蛇行减振器的车辆相比,车体横向加速度和构架横向加速度分别降低22.4%和16.0%。     

基于MR阻尼器的高速动车组悬挂系统半主动控制仿真

用联合仿真方法分析了基于磁流变(Magnetorheological,MR)阻尼器的两种半主动控制策略对8车编组高速动车组动力学性能的影响。建立了考虑非线性悬挂系统和MR阻尼器的8车编组高速动车组模型,并利用试验数据进行了验证。在进行MR阻尼器性能试验的基础上,利用多项式模型进行曲线拟合,得到了MR阻尼器的9阶多项式模型。通过ADAMS和Matlab联合仿真的方法,设计了开关控制器和改进型开关控制器,对基于MR阻尼器的高速动车组二系悬挂系统横向半主动减振器进行仿真分析。仿真结果表明:对比被动控制,开关控制和改进型开关控制作用下的车体横向加速度均方根值最大分别降低14.85%和22.58%,车辆横向运行平稳性指标最大分别降低4.23%和7.95%。由此可见,改进型开关控制的减振效果更佳。     

磁流变阻尼器在汽车悬挂系统中的应用及减振效果分析

采用参数化磁流变阻尼器的整车模犁,将最优控制得到的反馈控制矩阵与磁流变参数相联系,得到最佳的电路控制矩阵,从而实现了对悬架中磁流变阻尼器的控制.以加权加速度均方根值为评价指标,在更符合实际的相关随机路面谱下,分析了整车模犁被动控制与半主动控制对整个悬挂系统减振效果产生的影响.比较两种控制下的传递率以及耗能情况,从而考察应用磁流变阻尼器的半主动控制悬挂系统的性能.     

剪切阀式磁流变阻尼器动态特性实验研究

介绍了剪切阀式磁流变阻尼器的结构和工作原理,基于平板模型得出了其阻尼力的计算公式。对自行研制的剪切阀式磁流变阻尼器的阻尼力、电流、位移、速度和频率等动态特性进行了实验研究。结果表明剪切阀式磁流变阻尼器的阻尼力随控制电流的增大呈非线性增加,阻尼力可调系数随电流变化连续可调。在相同振幅下,阻尼器的可调倍数随频率增大而降低,阻尼力随振动频率的增大而增大。通过深入分析该型阻尼器的动力特性,为其在车辆悬挂系统半主动控制中的应用奠定了基础。     

车辆主动悬挂系统动力学建模与试验研究

本文建立了线性1/4车辆动力学模型.基于1/4车辆模型,对全主动悬挂进行动力学方程描述并作了详细的建模.研究了基于悬挂装置试验台的PID控制策略及系统仿真,目的是从理论上探讨PID控制器的设计及控制规律.结合对悬挂系统的数学描述,建立了悬挂系统的SIMULINK仿真模型.在理论分析的基础上,设计了二自由度1/4车辆台架试验模型.完成了PID控制器的设计与调试,通过对大量试验数据进行分析证明了主动悬挂系统的优越性.通过理论建模、控制策略研究以及试验验证,结果表明所设计的试验模型以及所提出的控制策略是可行并且有效的,系统的平顺性和稳定性得到了明显的改善.     

铁道车辆悬挂系统振动特征频率灵敏度分析

摘 要: 针对二阶常微分方程描述的车辆系统动力学数学模型,推导了系统特征参数灵敏度分析表达式。以二系悬挂6自由度铁道车辆悬挂系统为例进行了车辆系统振动特性参数灵敏度分析,讨论了车辆系统刚度矩阵中对车辆沉浮和点头振动影响较大的元素,通过灵敏度分析指明了悬挂参数的修改方向,为车辆悬挂系统的动态设计提供了有效的方法。
     

基于准零刚度理论的悬挂式单轨车辆二系悬挂系统研究

二系悬挂系统是保证悬挂式单轨车辆安全、平稳运行的重要部件之一。基于准零刚度及多体动力学理论,建立了二系悬挂装置具有准零刚度特性的悬挂式单轨车辆系统垂向模型,推导了悬挂式车辆垂向振动方程。在此基础上,开展了二系悬挂准零刚度系统与传统线性刚度系统隔振特性的对比研究。结果表明:通过既有垂向弹性元件并联斜置弹簧的方式,可实现悬挂式单轨转向架二系悬挂系统的准零刚度特性;相对传统线性刚度系统,二系悬挂准零刚度系统的车辆垂向动态响应在时域内明显降低,在频域范围内的低频段隔振效果良好。     

履带车辆单轮悬挂系统建模及仿真研究

以某履带车辆悬挂系统为例,利用动力学软件RecurDyn建立单轮动力学模型。基于车辆动力学与冲击碰撞原理,研究油气弹簧与液压缓冲器对悬挂系统性能影响及车体行驶过程中悬挂系统缓冲、吸振性能。结果表明,车辆单轮悬挂模型及动力学仿真具有简单、可靠、快速等特点,可一定程度上替代整车仿真。油气弹簧与液压缓冲器组成的悬挂系统有非线性、变阻尼特性,在大振幅激励下减振效果更明显。