高速转向架电机横向悬挂时滞控制研究

【作者】 姚远； Yousef Sardahi； 孙建桥；

【机构】 西南交通大学牵引动力国家重点实验室； School of Engineering, University of California Merced；

【摘要】 针对电机横向弹性悬挂的高速转向架,采用时滞反馈控制策略实现电机与构架之间的主动控制,以提高转向架高速运行稳定性。建立8自由度的高速转向架线性横向动力学模型,利用连续时间拟合方法(CTA),将时滞划分为若干段,原系统模型扩充为高维的标准状态方程,通过计算特征根值分析系统稳定性;分析控制参数稳定域以及对系统性能的影响规律;并采用基于遗传算法的多目标优化方法(NSGAⅡ),将系统稳定性、抗干扰能力和主动控制力作为目标,得到最优Pareto集,从而优化主动控制的位移、速度反馈增益及时滞。计算结果表明:合理的控制参数有助于提高转向架横向运行稳定性以及控制系统的抗干扰能力,但不合理的时滞控制参数会导致系统失稳;随着主动控制力的增大,转向架蛇行运行稳定性先增大后减小,而控制系统的抗干扰能力持续增强;最优的时滞为4ms,权衡并选取适当的控制参数,电机横向悬挂时滞控制可有效提高转向架蛇行运动模态阻尼比,控制前后转向架的线性临界速度由280km/h增加到500km/h。更多还原