對(duì)兩自由度高速列車半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)的垂向振動(dòng)進(jìn)行研究,考慮了二系懸掛中的剛度三次非線性。采用模態(tài)設(shè)解法、多尺度法得到了振動(dòng)系統(tǒng)的二次近似解析解及振動(dòng)系統(tǒng)的平均方程。振動(dòng)系統(tǒng)的二階模態(tài)振幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一階模態(tài)的振幅,重點(diǎn)討論了外激勵(lì)頻率趨近振動(dòng)系統(tǒng)二階模態(tài)頻率時(shí)的振動(dòng)控制情況。對(duì)線性系統(tǒng)的時(shí)滯反饋控制表明,存下一個(gè)最佳的反饋增益系數(shù),無(wú)論時(shí)滯量如何取值,當(dāng)反饋增益系數(shù)取得該值時(shí),車體的振幅達(dá)到最小。對(duì)非線性時(shí)滯反饋控制,針對(duì)某一反饋增益系數(shù),存在時(shí)滯的某些減振區(qū)間,當(dāng)時(shí)滯量在該區(qū)間取值時(shí)能夠抑制車體的振動(dòng)。并且存在一些時(shí)滯的最佳值,車體的振幅達(dá)到最小。研究結(jié)果表明,能夠利用時(shí)滯反饋控制改善懸掛系統(tǒng)的振動(dòng)特性,達(dá)到抑制車體振動(dòng)的目的。

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【部分圖文】：

圖1高速列車半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)垂向振動(dòng)模型

圖1是高速列車半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)垂向振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型。圖1中,1、2、3分別為車體、轉(zhuǎn)向架和輪對(duì);mb和mc分別為轉(zhuǎn)向架和車體的質(zhì)量;cp和cs分別為一系和二系懸掛的線性阻尼系數(shù);kp為一系懸掛線性剛度系數(shù);考慮二系懸掛的非線性剛度因素,力和位移間的關(guān)系滿足條件Fk=ksx+δx3....

圖2車體的幅頻響應(yīng)曲線

首先,不考慮非線性因素,分析線性系統(tǒng)的振動(dòng)特性。圖2分別給出了線性被動(dòng)減振系統(tǒng)(即fs=0,τ=0,δ=0),在不存在阻尼和存在阻尼兩種情況下垂向振動(dòng)的幅頻響應(yīng)曲線,其中外激勵(lì)振幅選擇為F=40mm。從圖2可以看出,當(dāng)懸掛系統(tǒng)存在阻尼時(shí),二階模態(tài)頻率ω2=6.39rad/s對(duì)....

圖3反饋增益系數(shù)和時(shí)滯對(duì)車體振幅的影響

下面考慮在外激勵(lì)頻率趨近系統(tǒng)一階振動(dòng)模態(tài)頻率時(shí)線性時(shí)滯反饋控制的減振特性,得到的車體振幅隨反饋增益系數(shù)和時(shí)滯變化如圖3所示。由圖3可以看出,車體振幅A受到反饋增益系數(shù)和時(shí)滯兩個(gè)控制參數(shù)的影響,對(duì)于某一特定的時(shí)滯參數(shù),反饋增益系數(shù)fs=-7506.18(N·s)/m時(shí)車體的振幅....

圖4車體的幅頻響應(yīng)曲線a

圖4、圖5是非線性被動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)(即fs=0)的幅頻響應(yīng)曲線,其中振幅a=s12+d12,振幅b=s22+d22,非線性系數(shù)選擇為δ=2000N/m3。從圖4、圖5可以看出,當(dāng)外激勵(lì)在主共振點(diǎn)右側(cè)(即εσ1>0.5),振動(dòng)系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)曲線出現(xiàn)了....

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