基于构架横向振动的转向架主动稳定性仿真与滚动比例试验台实验研究（英文）

摘要

目的：本文提出了一种基于构架横向振动控制的高速列车转向架主动稳定性方法，来提高铁路车辆高速运行时的稳定性和临界速度。创新点：1.通过转向架横向动力学模型，根据构架振动反馈控制策略，建立了转向架动力学主动控制系统，利用两个惯性做动器直接向构架的前后端梁施加主动控制力；2.搭建了转向架1:5比例滚动试验台，对仿真结果进行实验验证。方法：1.仿真模拟，建立了转向架横向动力学主动控制系统的状态空间方程，对不同控制参数和时滞下系统稳定性进行仿真分析；2.理论分析，研究了控制时滞和悬挂参数对转向架稳定性的影响机理；3.实验分析，通过转向架1:5比例的滚动试验台进行主动稳定性试验验证。结论：1.本文提出的构架横向振动主动控制可以有效地提高转向架系统在高速下的蛇行稳定裕度，其中构架速度反馈比位移反馈对稳定性的影响更大；2.控制系统中的时滞对稳定性影响机理不同，较小的延迟（5 ms左右）会导致构架振动的高频模态失稳，而较大的延迟（30 ms以上）会导致转向架低频的蛇行模态失稳；3.考虑主动悬挂系统时滞，原有的被动悬挂参数对转向架稳定性的影响也会发生改变（图5）。