高速列车车体疲劳试验压力加载控制仿真研究

高速列车在隧道通过或明线交会时,列车表面会产生较大的气压波动,此压力波动通过车体传递到车内也会影响车内压力波动,加之运行速度的不断提高,可引起车体表面材料疲劳甚至断裂;为研究高速列车在复杂工况下车内、外压力波动对车体材料疲劳性能的影响,设计了一种能同时对车内及车外进行压力加载的试验系统;利用AMESIM与SIMULINK接口技术进行联合仿真平台的构建,并进行车内、外压力控制仿真;针对系统数学模型难以建立,且存在大容量、大时滞、非线性及多扰动等特点,采用基于前馈补偿的高阶非因果型迭代PI型控制算法实现车内及车外压力的精确控制;仿真结果表明该算法控制误差较PI型控制算法小,控制效果更理想。     

高速列车车内低频气动噪声预测

为研究气动载荷下高速列车的车内低频噪声,建立高速列车空气动力学模型,采用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)法计算中间车的表面脉动压力.将脉动压力加载到高速列车的有限元模型上,通过瞬态分析得到车体的振动位移响应;将位移响应作为边界条件,采用边界元法(Boundary Element Method,BEM)分析车内噪声.结果表明：车窗振动位移最大,车顶和车底次之;中间车车厢的两端声压比中部大;在低频范围内,车厢内声压呈强弱交替分布,声场强弱界限较明显,且随着频率的增大,沿车体纵向和横向干涉条纹增多;车内低频气动噪声随速度二次方的增大而增加.     

多步k最近邻初值寻优的气压模拟系统遗忘迭代学习控制

高速列车车内压力波动过大会对乘客舒适性造成影响,而气压模拟系统是一套通过对车内模拟气压跟踪控制,实现对乘客舒适性进行研究的装置.为解决系统历史运行数据利用率低以及存在迭代初始误差导致系统收敛速度慢的问题,采用k最近邻(kNN)算法,建立一种基于历史控制信息的最优初次控制信号提取方法,并根据迭代学习控制的基本原理,将最优...     

基于DSP的高速列车车内噪声舒适性测量装置

为了满足高速列车车内噪声舒适性测量的需求,设计了一种基于DSP技术的便携式噪声舒适性测量装置。装置由控制部分和运算部分组成。控制部分以高性能、低功耗的EP1C6Q240C8为核心,扩展了A/D采集模块、SD卡存储模块;运算部分以低功耗DSP芯片TMS320VC5509A为核心,负责对噪声数据进行实时处理,并将结果交给FPGA发送到SD中保存;FPGA与DSP通过双口RAM相连接,使得2种处理器间的频率差异得到解决并实现高速传输。经实验验证:方案切实可行,为高速列车噪声舒适性测量提供了新的解决方案。     

高速列车隧道压力波模拟迭代遗忘因子控制

高速列车在隧道运行、隧道交会时车内、外会产生交替变化的气压差,对车体气密性及材料耐疲劳强度提出更高要求.基于Matlab和AMESim构建联合仿真平台,设计高速列车隧道压力波模拟系统.使用实测隧道压力波数据作为期望输出,研究车体气密疲劳性能.考虑到模拟系统非线性、大时滞及多扰动特点,采用一种带有时变遗忘因子的开环迭代PID控制算法.仿真结果表明,其系统更稳定、收敛速度更快.     

高速列车多目标约束横向半主动控制算法研究

传统的高速列车横向半主动控制研究,主要以提高车体横向运行平稳性为目的;但车体与各部件之间通过二系悬挂与一系悬挂连接传递相互耦合振动作用,因此半主动控制在改善车体横向平稳性的同时,将导致构架横向振动和轮轨横向作用加剧,从而使得列车脱轨系数增大,列车运行安全性能变差;针对这一问题,提出在虚拟惯性阻尼半主动控制和脱轨安全半主动控制的基础上,设计两个控制回路的多目标约束下的混合半主动控制算法,在实现列车横向半主动控制提高平稳性的同时,控制脱轨系数的恶化,从而同时提高列车平稳性和脱轨安全性能;并利用Simpack建立了某型高速列车多刚体动力学模型,联合Matlab/Simulink建立了联合仿真分析系统对车体横向半主动控制进行研究;结果表明:采用多目标约束半主动控制算法后,车体横向振动加速度峰值和均方根值分别降低了36%和34%,平稳性改善了15%,脱轨系数减小了17%;可见采用多目标约束半主动控制算法不仅能够有效抑制车体横向振动,改善列车运行平稳性,而且还能减小列车脱轨系数,提高列车运行安全性。     

基于车体横移振动的高速列车虚拟复合阻尼天棚控制算法研究

高速列车车体横向随机振动由车体的横移振动、侧滚振动和摇头振动三自由度合成,是影响车体横向运行平稳性的关键;为了改善列车横向运行平稳性,提高半主动控制性能;通过建立某型高速列车动力学模型,对车体横向振动特性进行分析,得出横移振动的加剧是造成车体合成横向振动和横向平稳性恶化的主要原因;通过分析在传统天棚阻尼控制算法下分别以车体合成横向振动为反馈和以横移振动为反馈对车体横向振动的控制效果,得出采用以车体横移振动为反馈的传统天棚阻尼控制算法对车体横向振动的抑制效果更佳;在此基础上,提出一种以车体横移振动为反馈的虚拟复合阻尼天棚控制算法,并进行联合仿真分析;结果表明:相比于被动控制,采用虚拟复合阻尼天棚控制算法后,车体合成横向振动加速度峰值、均方根值和平稳性改善率分别达到了46%、43%和19.5%,均高于采用传统天棚阻尼控制算法;可见,采用虚拟复合阻尼天棚控制算法在抑制车体合成横向振动,改善车体横向平稳性方面控制性能更佳。     

“高速列车车体技术”课题多项平台建设进展顺利

“十一五”科技支撑计划“中国高速列车关键技术研究及装备研制”项目“高速列车车体技术”课题各项平台建设稳步推进,进展顺利。“车体弹性体随机振动数字化设计平台”已提出列车车体动力学建模总体方案;“结构件振动冲击试验平台”已完成列车集成结构件振动冲击试验台的基础施工,确定了试验台设备研制、研制期技术联络和试验台设备监制等任务,并完成了试验台隔音房技术条件及车内流场试验平台招标技术文件的编制工作;     

地铁列车车内低频结构噪声仿真

建立某地铁列车车体结构和车内声腔有限元模型,进行声固耦合模态分析,得到车体结构和车内声腔的模态特征。将车体动力学模型计算得到的车体振动激励施加于声固耦合模型中,分析地铁列车车内低频噪声和车身板件声压贡献量,得到对观察点声压贡献较大的板件,有针对性地提出车体结构改善方案,降低观察点处的噪声,为地铁列车车内噪声优化提供指导。     

70%低地板轻轨车车内噪声分析和降噪优化

针对城市轨道交通振动噪声问题突显、制造平稳低噪的城市轨道列车的需求较大的问题,研究70%低地板轻轨车车内噪声.建立无内装70%低地板轻轨车体有限元模型及其声学计算模型;以车体板件频率响应的位移振动结果作为声学激励,在车内布置ISO标准场点,获得车内噪声分析结果.将声压峰值处的频率作为目标频率,分析该频率处各低场点的板件贡献量,并确定目标板件;针对目标板件的振动,制定简便易行的降噪优化方案;对比降噪前后的车内声压值,归纳出一套可行的无内装70%低地板轻轨车体降噪方法.     

烤箱温度控制系统的模糊PID控制

通过与单纯的模糊控制和单纯的PID控制相比,采用模糊PID控制烤箱温度系统可以明显改善系统的稳态性能以及稳态响应。     

基于Fuzzy-PI双模控制的控制系统

叙述了孵化装置中有关温度与湿度的控制方法。为了提高控制精度、改善系统的动态、稳态性能,引入了基于Fuzzy-PI双模控制方法,并利用Matlab进行仿真。通过仿真和实际运行表明,采用了Fuzzy-PI双模控制以后,加快了动态响应,提高了控制精度,有效地降低了超调量,孵化率达到了规定的技术指标。对于实际中存在的非线性、大滞后、大惯性、难以建立数学模型的系统,采用该控制方法,不失为一种好的策略。     

一类网络伺服系统的预测控制研究

本文针对一类网络伺服控制系统中存在的丢包问题进行了研究。对于网络伺服系统中控制器和执行器之间网络存在数据丢包的情况,提出了一类新的丢包网络伺服系统模型。在此模型下,对预测函数控制算法进行分析,设计了预测函数控制产生器和数据包预测补偿器,并研究了相应的补偿策略。对某网络伺服系统的仿真实验表明了本文算法的合理性和有效性。     

基于网络的运动控制系统预测控制研究

针对一类基于网络的运动控制系统中存在的时延和丢包问题进行研究。对于网络运动控制系统存在数据时延和丢包的情况,建立网络运动控制系统模型。在此模型下,对预测函数控制算法进行分析,设计了预测函数控制产生器和数据延时预测补偿器,并研究相应的补偿策略。仿真分析表明算法的合理性和有效性。     

连续搅拌反应釜系统的自抗扰控制

针对连续搅拌反应釜系统(CSTR)大滞后,大惯性以及动态特性随工况不确定性变化的特点,通过设计参数可调的跟踪微分器和扩张状态观测器,改进经典PID算法的固有缺陷,提出不依赖于精确CSTR模型的离散自抗扰控制方案,采用西门子新一代工业可编程控制器-SIMATIC PCS7在多功能过程与控制系统的CSTR实验仿真对象上实现...     

基于在线LS-SVM的逆模/PID复合控制

针对最小二乘支持向量机(LS-SVM)无法在线建模的问题,提出了一种基于在线LS-SVM回归的非线性逆模型建立方法。在线LS-SVM能够跟踪时变非线性系统的动态特性,当系统参数随时间变化时仍然有效。在前馈控制中,在线LS-SVM建立系统逆模型,并与PID反馈控制相结合构成复合控制方法,应用于较一般的离散非线性系统。仿真结果表明,采用在线LS-SVM建立非线性系统的逆模型的方法有效,复合控制策略具有良好控制性能。     

使用控制支持的基于XACML的访问控制

针对网格环境下资源访问控制的特点,提出了一个基于使用控制模型UCON,结合XACML和SAML的访问控制模型.用可扩展访问标记语占XACML描述访问控制的授权策略,结合SAML声明和请求/响应机制,根据用户、资源、环境的属性进行访问控制决策,可动态地评估访问请求,提供细粒度的访问控制和良好的互操作性.     

基于模糊控制的汽车直接横摆力矩研究

为防止汽车产生测滑,针对汽车直接横摆力矩控制,提出了横摆角速度与质心侧偏角联合控制的模糊控制方法.横摆力矩控制采用分层控制方法,设计了模糊控制器和规则制动力分配方法.模糊控制器根据期望值和车辆状态决策出所需的附加横摆力矩,并通过规则制动力分配方法进行主动差动制动实现.采用Matlab/Simulink与CarSim联合仿真对控制方法进行了仿真验证.结果表明:横摆角速度与质心侧偏角联合控制的横摆力矩模糊控制方法使汽车能够较好地跟踪期望,有效提高汽车极限工况下的行驶稳定性.     

基于MARS的无速度传感器矢量控制系统研究

应用模型参考自适应方法,对无速度传感器矢量控制系统的转速估计进行研究,针对常规速度辨识器中的基准模型易受积分初值和漂移问题的影响,造成辨识结果不准确的问题,埘传统的MRAS方法进行了改进研究,并且以此为基础,采用基于神经网络的模型参考自适应辨识电机转速。MATLAB仿真结果表明,应用这种估计算法计算量小,收敛速度快,估计转速能很好地跟踪实际转速,而且具有很好的鲁棒性。     

基于RBF神经网络的块控制器设计

针对一类非匹配不确定性的线性系统,基于块控原理,提出了一种结合块控制、神经网络控制和backstepping控制技术的设计方法。利用反演设计方法来处理系统中的非匹配不确定性,利用神经网络来估计系统中的不确定性,再利用鲁棒控制方法来改善系统的性能,利用Lyapunov稳定性定理证明了系统的渐近稳定性。最后,给出的仿真实例证明了所提出的方法的正确性和有效性。