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一种车辆蛇行运动稳定性在线识别与主动控制仿真方法及系统

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2024-10-28 09:25:50

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 徐景新 | 2024-10-28 09:25:50

本发明提供了一种车辆蛇行运动稳定性在线识别及主动控制仿真方法及系统,设计铁道车辆主动抗蛇行减振器布置方案,识别车辆蛇行运动的稳定性状态,设计兼顾一次蛇行和二次蛇行的主动控制方法。本发明考虑了车体和构架多个振动模态的抑制,能够显著改善铁道车辆蛇行运动稳定性,对高速动车组动力学性能优化设计和既有动车组运维策略优化提供了一种解决思路。

本发明提供了一种车辆蛇行运动稳定性在线识别与主动控制仿真方法及系统,本发明考虑了失效安全和冗余设计而采用了主被动抗蛇行减振器并联的结构形式,并考虑了车体的横移、侧滚和摇头运动模态以及构架的横移和摇头运动模态,能够抑制车辆系统的一次蛇行和二次蛇行运动,为车辆动力学性能优化设计提出了重要参考。

我国高铁具有“速度高、地域广、线路多”等特点,高速列车的蛇行运动稳定性直接影响高铁的运营安全、效率和成本。目前,我国高速列车均采用被动悬挂,对车辆运行边界条件变化的适应能力有限,只有通过缩短车轮镟修周期、频繁打磨钢轨、定期更换减振器或降速运行等措施来保障动力学性能,这严重影响了高铁运营效率,增加了车辆和线路的运维难度和成本。在未来,我国高速列车将大面积提速至300km/h以上,并将在多条高铁线之间跨线运行,这些问题就会更加突出。被动悬挂不能很好地解决提速和跨线运行带来的新问题。半主动悬挂可以调控减振器阻尼,但阻尼系数不能连续变化,且仅能输出与相对运动速度方向相反的作用力,控制效果不及全主动。全主动的输出力的幅值和方向实时可控,控制能力强且频带宽,能够解决上述瓶颈。相比于一系主动悬挂,二系主动悬挂具有性能优良、安全性和可靠性高、技术成熟度好等优点,工程应用前景十分广阔。

石怀龙,工学博士,副研究员,长期从事铁道车辆和高速列车系统动力学研究与教学工作。主研完成包括和谐号动车组、复兴号动车组、高速货运动车组在内的多种型号高速列车、城市轨道车辆、货运车辆的动力学优化研究和仿真分析工作;主持国家自然科学基金项目2项、重点研发计划子课题1项、四川省科技计划项目2项;主研国家自然科学基金项目重大项目课题、高铁联合基金、铁路基础研究联合基金、国家重点研发计划等国家级项目多项,并主持和主研企业委托重要横向项目多项。发表学术论文40余篇,合著出版学术著作2本。现主要从事高速列车系统动力学仿真与试验、主动悬挂软硬件开发等研究工作。目前担任世界交通运输大会(WTC)第三届学部委员会轨道交通系统列车动力学技术委员会委员。

本发明的有益效果:

本发明提供了一种车辆蛇行运动稳定性在线识别与主动控制仿真方法及系统,设计铁道车辆主动抗蛇行减振器布置方案,识别车辆蛇行稳定性状态,设计蛇行运动稳定性主动控制方法。本发明能够显著改善车辆系统蛇行运动稳定性,对高速动车组动力学性能优化设计和既有动车组运维策略优化提供了一种解决思路。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。。