PDF《摆式列车受电弓垂向振动主动控制》

1 : 除接触网外,其余部件均为刚体. 假设

2 : 接触网在垂直于轨道平面且通过轨道 中心线的曲面内 ,距轨面高度为

5 .

7 m . 轨道坐标系是一切运动的基准坐标系, 它跟随 车体前进 , x 轴指向车辆前进方向, 与轨道中心线的 切线重合 ;

xoy 平面在轨道平面内;

z 轴向上 [ 10] .

1 动力学模型

1 .

1 车辆动力学模型 本文建立

34 自由度的车辆横- 垂- 纵向耦合动 力学模型 ,考虑了轮轨接触几何关系非线性、轮轨蠕 滑非线性和悬挂力非线性 .车辆系统动力学方程为 Mx +Cx +Kx =P(x ,x ,t) +FP (1) 式中 : M 、C、K 分别为车辆系统的质量矩阵、阻尼矩 阵和刚度矩阵;

x 为坐标向量;

P(x , x , t)为车辆系统 的非线性力, 包括悬挂非线性力和轮轨非线性力 ;

FP 为受电弓系统作用于车辆系统的力.

1 .

2 受电弓线性垂向动力学模型 本模型 [ 6] 用于控制器设计 .受电弓安装在头车 后转向架正上方.图1(a)为受电弓的

3 阶线性化 动力学模型, F0 为弓网静态接触压力 ,本文 F0 取为

80 N ,由升弓力矩提供 ;

Fc 为动态弓网接触压力 ;

zc 为车顶的垂向振动速度 .受电弓动力学方程和参数 意义见文献[ 6] . 图1受电弓垂向动力学模型 Fig.

1 Pantog raph vertical dynamics m odel 力作动器安装在框架和弓头之间 .设作动器质 量为 m , 将该质量加到受电弓线性模型的质量 m2 上 .考虑控制力 Fctl 的作用 , 不计干摩擦 .令状态 变量为 y =(z1 , z2 ,z3 ,z1 , z2 ,z3 ) T kc 为受电弓和接触网间的等效刚度 .系统的状态 方程为 y =Ay +B1 Fctl +B2 zc (2) A =

0 0

0 1

0 0

0 0

0 0

1 0

0 0

0 0

0 1 - k1 - kc m1 k1 m1

0 - c1 m1 c1 m1

0 k1 m2 + m - k1 + k2 m2 + m k2 m2 + m c1 m2 + m - c1 + c2 m2 + m c2 m2 + m

0 k2 m3 - k2 m3

0 c2 m3 - c2 + c3 m3 B1 = (0 ,0 ,0 ,1 , -

1 , 0)T B2 = (0 ,0 ,0 ,0 ,

0 ,c3 /m3) T

1 .

3 受电弓非线性垂向动力学模型 本模型[ 7]........