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摆式列车受电弓垂向振动主动控制

罗仁 曾京

罗仁, 曾京. 摆式列车受电弓垂向振动主动控制[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(2): 11-16.
引用本文: 罗仁, 曾京. 摆式列车受电弓垂向振动主动控制[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(2): 11-16.
LUO Ren, CENG Jing. Active control of pantograph vertical vibration of tilting train[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(2): 11-16.
Citation: LUO Ren, CENG Jing. Active control of pantograph vertical vibration of tilting train[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(2): 11-16.

摆式列车受电弓垂向振动主动控制

基金项目: 

高等学校博士学科点专项科研基金项目 20030613021

详细信息
    作者简介:

    罗仁(1979-), 男, 四川德阳人, 西南交通大学工学博士研究生, 从事车辆系统动力学及控制研究

    曾京(1963-), 男, 湖南涟源人, 西南交通大学教授

  • 中图分类号: U264.34

Active control of pantograph vertical vibration of tilting train

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  • 摘要: 建立了摆式列车机电耦合动力学模型、受电弓线性和非线性动力学模型及接触网有限元模型和静态接触刚度模型, 组成摆式列车-受电弓-接触网耦合动力学模型, 分别设计了PH鲁棒控制器, 应用数值仿真方法, 研究了摆式列车直线和曲线通过时两种控制器对摆式列车受电弓垂向主动控制的效果。结果表明受电弓若无垂向控制, 其弓网接触压力波动较大; PH鲁棒控制均能减小弓网接触压力的波动; 控制延时对P控制比对H鲁棒控制的影响大; 是否考虑接触网的振动对接触压力影响较大, 对控制效果影响不大。这说明摆式列车受电弓垂向主动控制能明显改善弓网接触压力波动; H鲁棒控制比P控制效果更好; 接触网的静态接触刚度模型可用于受电弓主动控制的定性分析。

     

  • 图  1  受电弓垂向动力学模型

    Figure  1.  Pantograph vertical dynamics model

    图  2  接触网静态接触刚度

    Figure  2.  Catenary static contact stiffness

    图  3  受电弓横向主动控制系统

    Figure  3.  Pantograph lateral active control system

    图  4  控制系统模型和标准H鲁棒控制模型

    Figure  4.  Control system model and normal H control model

    图  5  接触压力和弓头位移

    Figure  5.  Contact force and pantograph head displacement

    图  6  工况1的P与鲁棒控制接触压力

    Figure  6.  Contact force of P and robust controllers in case 1

    图  7  工况1的P与鲁棒控制作动器力

    Figure  7.  Actuator force of P and robust controllers in case 1

    图  8  工况1的P与鲁棒控制弓头位移

    Figure  8.  Pantograph head displacement of P and robust controllers in case 1

    图  9  工况1的P与鲁棒控制弓头速度

    Figure  9.  Pantograph head velocity of P and robust controllers in case 1

    图  10  工况2的P与鲁棒控制接触压力

    Figure  10.  Contact force of P and robust controllers in case 2

    图  11  工况2的P与鲁棒控制作动器力

    Figure  11.  Actuator force of P and robust controllers in case 2

    图  12  工况3的P与鲁棒控制接触压力

    Figure  12.  Contact force of P and robust controllers in case 3

    图  13  工况4的P与鲁棒控制接触压力

    Figure  13.  Contact force of P and robust controllers in case 4

    图  14  工况2的P与鲁棒控制接触压力比较

    Figure  14.  Contact force of P and robust controllers in case 2

    图  15  工况2的P与鲁棒控制作动器力

    Figure  15.  Actuator force of P and robust controllers in case 2

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  • 收稿日期:  2005-11-02
  • 刊出日期:  2006-06-25

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