李思明 王玉辉

摘 要：采用三元受电弓模型建立了弓网垂直耦合动力学系统，通过欧拉—拉格朗日方程推导出受电弓-接触网系统振动微分方程。利用最优控制理论，分析接触网的刚度变化，对最优控制式受电弓进行了理论上的研究。从降低接触压力的波动以及改善受流质量入手，采用全状态反馈设计并利用线性二次型最优控制策略，建立了受电弓最优控制系统模型。运用simulink进行仿真，研究列车运行速度、接触网和受电弓参数对弓网系统动态接触压力的影响。研究结果表明，采用最优控制式受电弓，能够降低接触压力的波动，提高弓网系统的动态性能，改善受流质量。

关键词：受电弓;接触网;最优控制

随着机车速度的提高，弓网相互作用的研究显得越来越重要，因此，在高速铁路运行的过程中，有必要研究弓网动态性能。利用计算机数值仿真方法是模拟，研究弓网相互作用的动态性能的一种经济，有效的方法。动态仿真的目的是确定弓头滑板与接触线的接触压力与时间相关的特性，以及和接触线抬升的相互关系，为弓网系统的设计，施工，维修提供强有力的保障。梅桂明等[1-2]利用有限元方法，建立弓网有限元模型，对弓网进行仿真研究，并分析弓网的动态性能。郭京波[3]对受电弓采用主动控制技术，改善弓网动态特性，使受电弓对于接触网具有良好的跟随性。周宁[4]采用有限元法建立接触网/受电弓耦合系统，并使用直接积分法求解，获得弓网相互作用仿真结果。……