基于LQR的车体与车下设备耦合振动控制及共振效应研究
2021-08-21雒耀祥缪炳荣陈翔宇彭齐明蒋钏应
噪声与振动控制 2021年4期
雒耀祥,缪炳荣,陈翔宇,彭齐明,蒋钏应
(西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031)
高速列车车体轻量化的设计原则在实现车体质量减轻、运行能耗降低的同时,也不可避免使得车体的动态性能恶化。其主要原因一方面是车体刚度下降,另一方面是运行速度的提高使得随机不平顺激扰的频域加宽,更容易激发车体的垂弯模态。其中车体1阶垂弯频率正好位于人体感受敏感的频率范围内,会使旅客乘坐舒适性会出现不同程度的恶化[1]。而车体刚度不足,使得车辆在运行过程中容易发生共振。所激发的共振可能会使车体与设备之间的连接处发生局部的颤振,从而造成车辆零部件的松动或者容易产生疲劳破坏[2]。为尽可能降低上述不利影响,需采取相应的减振和隔振措施对车体振动进行抑制。
文献[1,3–7]分析了车下设备吊挂参数对车体弹性振动的影响,并对合理的参数匹配给出建议。这些研究是从DVA(Dynamic vibration absorber)理论出发,属于车体弹性振动抑制的被动方法。被动方法的不足在于设计参数难以满足不同的复杂工况。为此,有必要从振动控制的角度来对其进行补充研究。
曾京和罗仁[8]在模型中考虑半主动开关减振器,分析其对车体振动的影响。Zheng[9]将主动二系悬挂和结构阻尼相结合,同时对车体的刚性和弹性振动进行抑制。曹辉等[10]提出改善垂向平稳性的鲁棒控制方法。以上文献虽然对车体弹性振动抑制从控制角度进行了研究,但缺少对车体与车下设备耦合振动的考虑。……
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