基于二系横向主动悬挂的高速列车晃车控制

【作者】 石怀龙； 刘沿修； 曾京； 武士栋；

【机构】 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室；

【摘要】 针对高速动车组在轮轨低锥度状态下发生的晃车问题,采用实测轮轨廓形和抗蛇行减振器参数仿真复现车辆的一次蛇行失稳,提出二系横向主动悬挂的天棚阻尼、刚度和惯容器等主动/半主动控制策略,研究控制增益、卸荷力和时滞对控制效果的影响。结果表明:发生晃车的主要原因是蛇行模态与车体摇头和上心滚摆模态发生耦合,此时车体横向加速度达到0.10 g、主频约为1.4 Hz,横向平稳性指标达到3.0;天棚阻尼主动控制能够有效抑制晃车,车速越高所需要的阻尼系数越大,应取30 k N·s/m以上;相比于整车安装4根作动器,当仅半数作动器工作时需要提高阻尼系数和卸荷力至两倍才能抑制晃车;天棚刚度控制改变了车体固有模态频率和阻尼比进而改变共振条件,也能够抑制晃车,车速越高所需要的刚度系数越大,建议取1.0 MN/m以上;天棚惯容器控制不能完全抑制晃车;通过合理设置控制增益,半主动控制同样有效;车速越高所允许的临界时滞越小,否则失去控制效果,建议小于100 ms。本研究对保障高速动车组的线路适应性具有重要意义。更多还原