基于磁流液變阻尼器的列車半主動控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及列車檢測控制領(lǐng)域。更具體地，設(shè)及一種基于磁流液變阻尼器的列車 半主動控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國高速鐵路和城市軌道交通系統(tǒng)的快速發(fā)展，列車的運行速度不斷提高。 提速后的列車已暴露出一些新的動力學性能問題，一些線路的等級差異較大且受條件限制 不易改造，已很難適應(yīng)列車進一步提速要求。另外，依靠保持高水準的軌道等基礎(chǔ)設(shè)施來抑 制振動需要巨額的費用。面對列車與線路的振動、沖擊和動態(tài)載荷不斷增大引起的矛盾，軌 道車輛動力學應(yīng)從確保運營安全和平穩(wěn)運行方面著手，W實現(xiàn)提高抗疲勞強度、減少磨損、 延長壽命，降低維護費用。
[0003] 傳統(tǒng)軌道車輛的轉(zhuǎn)向架懸掛系統(tǒng)由彈性元件和阻尼元件組成，為被動懸掛方式， 能夠提供軌道車輛自轉(zhuǎn)向和曲線通過能力。然而傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架隨著列車運行速度的提高會導(dǎo) 致蛇形運動失穩(wěn)現(xiàn)象。傳統(tǒng)的軌道車輛通過縱向連接的彈黃、阻尼器等原件提供一定的剛 度來克服蛇形運動失穩(wěn)現(xiàn)象。但是運種被動懸掛系統(tǒng)是W損失曲線通過能力和顯著增加橫 向輪軌接觸力來實現(xiàn)，運會造成輪軌嚴重磨損和輪軌接觸疲勞加劇。
[0004] 被動懸掛可W在一定程度上滿足車輛對動力學性能的要求，但由于被動懸掛的參 數(shù)在車輛運行的過程中無法實時調(diào)節(jié)，難W解決運行線路斷面的多樣性與懸掛參數(shù)單一 性、列車運行速度的不定性與傳統(tǒng)懸掛參數(shù)的一定性之間的矛盾，因而無法適應(yīng)列車高速 運行時對動力學性能的更高要求。 陽〇化]與被動懸掛系統(tǒng)對應(yīng)的是全主動懸掛系統(tǒng)。全主動懸掛系統(tǒng)能根據(jù)當前線路與車 輛運行狀態(tài)，通過主動元件（通常為液壓系統(tǒng)）提供主動動作力，W提高車輛的運行平穩(wěn) 性。但全主動懸掛系統(tǒng)存在需要消耗大量外部能量和系統(tǒng)失效后列車運行性能急劇惡化的 問題。
[0006] 因此，需要提供一種基于磁流液變阻尼器的列車半主動控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于磁流液變阻尼器的列車半主動控制方法，W提升 列車的臨界運行速度和列車的曲線通過能力。
[000引為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0009] 一種基于磁流液變阻尼器的列車半主動控制方法，包括如下步驟：
[0010] S1、利用巧螺儀獲取列車運行過程中前、后輪對的搖頭角速度《"和轉(zhuǎn)向架 的搖頭角速度
[0011] S2、對列車運行過程中前、后輪對的搖頭角速度《"和轉(zhuǎn)向架的搖頭角速度 進行數(shù)據(jù)處理和運算，獲得前、后輪對相對于轉(zhuǎn)向架的相對搖頭角速度《ff、
[0012] S3、利用車輛數(shù)據(jù)總線MVB獲取列車運行的相關(guān)線路信息；
[0013]S4、根據(jù)相關(guān)線路信息判斷列車運行路段類型，并根據(jù)與列車運行路段類型相應(yīng) 的列車控制策略，通過控制在列車上布設(shè)的多個縱向磁流液變阻尼器實現(xiàn)對列車的控制；
[0014] 與列車運行路段類型相應(yīng)的列車控制策略如下：
[0015] 若列車運行路段為直線段線路，則列車控制策略為：控制分別安裝在列車一系懸 掛輪對左前側(cè)、右前側(cè)、左后側(cè)、右后側(cè)軸箱和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架之間的縱向磁流液變阻尼器均保 持電壓值U，電壓值U根據(jù)相關(guān)線路信息和磁流液變阻尼器規(guī)格參數(shù)而設(shè)定；
[0016] 若列車運行路段為曲線段線路，則列車控制策略為：
[0017] 當曲線為向右轉(zhuǎn)彎時：
陽〇2引公式中111、112、113、114分別為安裝在列車一系懸掛輪對左前側(cè)、右前側(cè)、左后側(cè)、右后 側(cè)軸箱和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架之間的縱向磁流液變阻尼器的控制電壓值。
[0024] 優(yōu)選地，步驟S2進一步包括如下子步驟：
[0025]S2. 1、對列車運行過程中前、后輪對的搖頭角速度和轉(zhuǎn)向架的搖頭角速 度進行數(shù)據(jù)預(yù)處理；
[0026]S2.2、求得前、后輪對相對于轉(zhuǎn)向架的相對搖頭角速度?w-?b、= ?wr-?b〇
[0027] 優(yōu)選地，步驟S2. 1中數(shù)據(jù)預(yù)處理包括依次進行：電流信號到電壓信號的轉(zhuǎn)換、抗 混疊濾波、模擬信號的A/D轉(zhuǎn)換。
[0028] 優(yōu)選地，步驟S3中相關(guān)線路信息包括：線路曲線轉(zhuǎn)彎方向，曲線起止點公里標 a1、a2,曲線半徑R。、曲線超局h。。
[0029] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0030] 本發(fā)明所述技術(shù)方案可在一定程度上解決軌道車輛直線運行穩(wěn)定性和曲線通過 能力之間的矛盾，克服了被動懸掛系統(tǒng)懸掛參數(shù)不可隨運行狀況調(diào)節(jié)的問題，同時有效克 服了全主動懸掛系統(tǒng)需要大量外界能量和主動系統(tǒng)失效后車輛性能急劇惡化的問題。本發(fā) 明所述技術(shù)方案可W有效提高列車直線運行的穩(wěn)定性，并提高臨界速度，同時改善列車的 曲線通過能力（輪對沖角、輪軌橫向力、脫軌系數(shù)、磨耗系數(shù)減?。?，實時性強，檢測單元簡 單，不需要外界能量，僅僅依靠輪對與轉(zhuǎn)向架之間的相互運動產(chǎn)生效果，可靠性強，費用低。
【附圖說明】
[0031] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0032] 圖1示出基于磁流液變阻尼器的列車半主動控制方法流程圖。
[0033] 圖2示出在列車上布設(shè)傳感器和磁流液變阻尼器示意圖。
[0034] 圖3示出執(zhí)行步驟S2中數(shù)據(jù)預(yù)處理的信號采集單元示意圖。
【具體實施方式】
[0035] 為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說 明。附圖中相似的部件W相同的附圖標記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，下面所具 體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)W此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0036] 如圖1所示，本實施例提供的基于磁流液變阻尼器的列車半主動控制方法，包括 如下步驟：
[0037]S1、利用巧螺儀獲取列車運行過程中前、后輪對的搖頭角速度《"和轉(zhuǎn)向架 的搖頭角速度《b，具體過程為：
[0038] 如圖2所示，分別利用在轉(zhuǎn)向架前輪、后輪對上安裝的