高速列车转向架蛇行运动Hopf分岔控制研究

作     者：文敬涵 曾京 毛冉成 Wen Jinghan;Zeng Jing;Mao Rancheng

作者机构：西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031 

基　　金：国家自然科学基金项目资助项目(U2034210) 

出 版 物：《动力学与控制学报》 (Journal of Dynamics and Control)

年 卷 期：2024年第22卷第5期

页      码：62-68页

摘      要：转向架蛇行运动稳定性直接决定高速列车能否安全和平稳运行,采用主动悬挂技术是提高稳定性的有效途径,但目前针对采用主动控制后的转向架蛇行运动Hopf分岔机理和稳定性演变规律的研究还十分缺乏.本文基于高速列车转向架摇头反馈控制下的蛇行运动Hopf分岔特性展开研究.建立包含转向架横移、摇头和车体横移的三自由度简化模型,采用作动器替代现有的抗蛇行减振器提供转向架摇头控制力矩.分别选取转向架摇头角位移和角速度作为状态反馈量,设计线性反馈控制器,并通过Matcont仿真环境实现Hopf分岔和极限环计算.研究表明:对比被动悬挂的分岔特性,转向架摇头角位移和角速度两种主动控制方式均能延后蛇行运动Hopf分岔点,即提高系统线性临界速度;摇头角速度控制能降低蛇行运动频率和分岔后极限环幅值;摇头角位移控制会增大蛇行运动频率,而极限环幅值无明显改变.因此,通过引入转向架摇头控制并选取合适控制增益,能够有效提高高速转向架蛇行运动稳定性.

主 题 词：高速列车 转向架 蛇行运动稳定性 主动控制 Hopf分岔 

学科分类：08[工学] 082304[082304] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.6052/1672-6553-2023-103

馆 藏 号：203128426...