磁流变阻尼器在机车蛇行运动控制中的应用

摘要

随着我国高速铁路的发展,机车的蛇行运动越来越引起人们的重视。本文考虑了DF-4D型机车车体和两个转向架的运动,建立了简化的三自由度蛇行运动动力学方程。为了限制蛇行运动,研究了采用磁流变阻尼器的半主动机车悬挂系统的动力学行为,其中磁流变阻尼器模型采用实验结果进行曲线拟合所得。同时为了便于比较,对于采用半主动开关控制和主动控制的机车悬挂系统也进行了研究。利用四阶Runge-Kutta法仿真所得结果表明,采用磁流变阻尼器的半主动机车悬挂系统减震效果很好,接近主动控制,而远远优于被动控制和半主动开关控制。采用磁流变阻尼器的半主动控制策略不仅降低了车体摇头的角加速度,减少了发生蛇行运动的可能性,而且还可以使前、后转向架的摇头角降低,从而提高运行的安全性。