發(fā)布時(shí)間：2020-11-11 19:56

　　 油壓減振器是列車減振的關(guān)鍵部件之一。特別是在我國(guó)鐵路實(shí)行全面提速以后，列車的安全性和舒適性要求成為了提速的一大難題。針對(duì)高速列車的需求，我國(guó)正在研發(fā)各種高速鐵路油壓減振器，但是由于現(xiàn)有測(cè)試設(shè)備和試驗(yàn)方法的限制，不能進(jìn)行高速鐵路油壓減振器的綜合性能測(cè)試，從而限制了減振器的進(jìn)一步開發(fā)和性能指標(biāo)的提高。 目前，我國(guó)普遍使用的J95型減振器性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)采用了機(jī)械式驅(qū)動(dòng)裝置，但是由于運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的限制，機(jī)械式試驗(yàn)臺(tái)只能進(jìn)行低頻簡(jiǎn)諧振動(dòng)測(cè)試，無(wú)法滿足高速鐵路油壓減振器的高頻響應(yīng)性能測(cè)試要求。 經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，電液比例閥、液壓缸等液壓元件的生產(chǎn)制造技術(shù)得到了全面的發(fā)展，因此為基于高速電液比例控制技術(shù)的減振器試驗(yàn)臺(tái)研制提供了可行性平臺(tái)。但是，基于經(jīng)典控制算法的高速電液比例系統(tǒng)無(wú)法滿足系統(tǒng)的平穩(wěn)性和跟隨性要求。究其原因是：經(jīng)典控制算法完全依賴于描述被控對(duì)象動(dòng)態(tài)性能的精確數(shù)學(xué)模型，但是液壓脈動(dòng)，系統(tǒng)阻尼，摩擦以及油溫等隨著高速運(yùn)行不斷變化，無(wú)法確定精確的數(shù)學(xué)模型。另外，實(shí)際的比例閥一般均有較大的零位死區(qū)，所以穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)不在零位平衡點(diǎn)，導(dǎo)致高速運(yùn)行下的嚴(yán)重抖動(dòng)。 相比之下，H_∞魯棒控制理論不需要精確的數(shù)學(xué)模型，而且通過(guò)H_∞性能指標(biāo)，可以保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此高速電液比例控制系統(tǒng)H_∞控制器的研究具有重要的學(xué)術(shù)與應(yīng)用價(jià)值。 本文建立了高速電液比例閥與高速電液比例系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型及狀態(tài)空間表達(dá)式，分析了跟蹤補(bǔ)償和不確定性補(bǔ)償對(duì)系統(tǒng)的影響，并提出了求解混合靈敏度H_∞控制器、H_∞／H_2混合參數(shù)化控制器、具有LMI區(qū)域極點(diǎn)約束的H_∞控制器，以及時(shí)滯不確定高速電液比例系統(tǒng)的H_∞控制器的算法，而且分析了不同性能指標(biāo)、不同加權(quán)函數(shù)情況下魯棒控制器對(duì)高速電液比例控制系統(tǒng)的影響。仿真結(jié)果表明：通過(guò)H_∞控制算法，可以設(shè)計(jì)出帶寬為300Hz以上的位置反饋型高速電液比例閥和帶寬為100 Hz以上的高速電液比例控制系統(tǒng)，而且在不同性能指標(biāo)下都能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此為高速列車油壓減振器性能測(cè)試系統(tǒng)的研制提供了理論依據(jù)。 首次在高速列車油壓減振器性能測(cè)試系統(tǒng)中采用了H_∞魯棒控制理論，并提出了適用于高速電液比例閥與高速鐵路油壓減振器性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)的各種
【學(xué)位單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：TH137
【部分圖文】：

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西南交通大學(xué)博士研究生學(xué)位論文第103頁(yè)圖6一3控制軟件的主操作界面控制軟件的結(jié)構(gòu)流程如圖6一4所示�；究刂圃頌�，當(dāng)作動(dòng)器液壓缸運(yùn)動(dòng)時(shí)，由位移傳感器檢測(cè)出液壓缸活塞桿的位移信號(hào)，并通過(guò)AD采集卡把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，讀入計(jì)算機(jī)。測(cè)控軟件通過(guò)一定的控制算法對(duì)讀入的位移信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)DA轉(zhuǎn)換卡輸出到比例控制放大器，放大后的信號(hào)被送到高速電液比例閥的比例電磁鐵兩端，安照一定的規(guī)律控制閥芯的開口度，形成外閉環(huán)控制系統(tǒng)。6.2高速鐵路油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性測(cè)試6.2.1基于H一控制的位置反饋型比例電磁鐵動(dòng)態(tài)特性測(cè)試本文中研究的高速鐵路油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)采用了自制的位置反饋型比例電磁鐵。為了滿足試驗(yàn)臺(tái)的性能指標(biāo)

圖6一5不同頻率輸入信號(hào)下，基于H_控制算法的比例電磁鐵閉環(huán)跟蹤曲線.圖6一6表示根據(jù)正弦信號(hào)跟蹤測(cè)試?yán)L制的基于H_控制算法的比例電磁鐵閉環(huán)頻率特性曲線，圖6一7表示輸入階躍信號(hào)時(shí)測(cè)得的階躍響應(yīng)特性曲線。由圖可知，比例電磁鐵的頻寬可以達(dá)到300Hz，階躍響應(yīng)時(shí)間為0.0045，與仿真結(jié)果基本一致，因此驗(yàn)證了H一控制算法的正確性和可行性。
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本文編號(hào)：2879662