Active Vibration Control of Rail Vehicles Subjected to Excess Centrifugal Force in Curved Tracks
曲线轨道超离心力下轨道车辆的主动振动控制
基本信息
- 批准号:11650244
- 负责人:
- 金额:$ 1.6万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:1999
- 资助国家:日本
- 起止时间:1999 至 2001
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In this study, addition of centering control to the active suspension of rail vehicles was examined for preventing the lateral bump/stop caused by the high-speed curve negotiation.Firstly, numerical simulation showed that the cooperative work was possible for vibration control and centering one using an identical actuator in the secondary suspension. Here, as the mounting height of actuator, almost the central position of secondary spring was effective for the centering control. The largest control force in the running at 45 km/h higher than the regulation speed was greatly surpassed the one needed for only the vibration control. This indicates that it is necessary to employ hydraulic or electromechanical actuators rather than pneumatic ones for cooperative work of the two controls.Secondly, experiments with a scaled half vehicle model were carried out inclining the experimental apparatus by the angle of 7 degrees that corresponded to an excess centrifugal acceleration. In the experime … More nt with the centering control, the lateral bump/stop in the secondary suspension was prevented in all the examined frequency range. The results showed the possibility of improving the ride comfort with the cooperative control, although the effects of the two controls are in a trade-off relation.Thirdly, the effect of the cooperative control was improved by applying H^∞ control law. Considering the trade-off relation of both controls, a weighting function was proposed for the controller design, and its effectiveness was confirmed under the condition with random excitation from actual track irregularity and equivalent excess centrifugal acceleration.In the fourth, the cooperative control using observable states on the tilting car was examined by numerical simulation and it was confirmed that the effect could be kept with observed accelerations.Finally, this study established a control mechanism and its controller design method for the active suspension of rail vehicles running on curved tracks at high speeds. In the future, it is necessary to confirm the effect using practical vehicles, and it is indispensable for practical use to secure the reliability of control system in both the software and the hardware. Less
本文研究了在轨道车辆主动悬架中加入对中控制,以防止高速曲线通过引起的横向颠簸/停车问题。首先,数值模拟表明,在二次悬挂中采用相同的作动器进行振动控制和对中控制是可行的。这里,作为执行器的安装高度,几乎以二次弹簧的中心位置作为对中控制的有效位置。在高于规定速度45公里/小时的运行中,最大控制力大大超过了仅进行振动控制所需的控制力。其次,在半车模型上进行了实验,实验装置倾斜7度,相当于离心力过大时的加速度。在实验…中在中心控制下,在所检测的所有频率范围内,二次悬架中的横向碰撞/停止都得到了防止。结果表明,虽然两种控制的效果是权衡的,但协同控制改善乘坐舒适性是可能的。再次,应用H^∞控制律改善了协同控制的效果。考虑到两种控制的权衡关系,提出了一种权函数用于控制器设计,并在实际轨道不平顺和等效超额离心力随机激励条件下验证了其有效性;第四,通过数值仿真验证了摆式车辆可观测状态协同控制的有效性,证实了在观测加速度的作用下可以保持协同控制效果;最后,建立了高速曲线轨道上轨道车辆主动悬架的控制机理及其控制器设计方法。在未来,需要用实际车辆进行效果验证,从软件和硬件两个方面保证控制系统的可靠性是实际使用中不可缺少的。较少
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
飯田 忠史: "鉄道車両の高速曲線通過における振動制御とセンタリング制御の両立(第2報,車体傾斜の考慮)"日本機械学会 第10回「交通・物流部門大会」講演論文集. 01-36. 157-160 (2001)
饭田正:《铁道车辆高速曲线通过时实现振动控制和居中控制(第2次报告,考虑车体倾斜)》日本机械工程学会第10届“运输物流分会会议”论文集。 01-36。157-160(2001)
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Hiroshi YAMAKAMI, Katsuya TANIFUJI and Toshio SAKAUE: "Experimental Study on Vibration Control of Rail Vehicle Combined with Centering Action in High-Speed Curve Negotiation"Preprint of 38^<th> JSME Hokuriku Shin-etsu Annual Meeting. No. 017-1. 143-144 (2
Hiroshi YAMAKAMI、Katsuya TANIFUJI、Toshio SAKAUE:《高速弯道谈判中结合居中作用的轨道车辆振动控制实验研究》第38届JSME北陆信越年会预印本。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
筒井良彦: "曲線でのセンタリング機能を含んだ鉄道車両の振動制御に関する実験的検討"日本機械学会北陸信越学生会第29回卒業研究発表講演会講演論文集. 151-152 (2000)
筒井义彦:“包括曲线居中功能在内的铁路车辆振动控制的实验研究”日本机械工程学会北陆信越学生会第29届毕业研究报告会论文集151-152(2000)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
飯田 忠史: "鉄道車両の高速曲線通過における振動制御とセンタリング制御の両立"日本機械学会 第7回「運動と振動の制御」シンポジウム講演論文集. 01-6. 54-57 (2001)
Tadashi Iida:“实现铁路车辆高速曲线通过中的振动控制和居中控制”日本机械工程师学会第七届“运动和振动控制”研讨会论文集01-6(2001)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
筒井良彦: "曲線でのセンタリング機能を含んだ鉄道車両の振動制御に関する実験的検討"日本機械学会北陸信越学生会 第29回卒業研究発表講演会講演論文集. 151-152 (2000)
筒井义彦:“包括曲线居中功能在内的铁路车辆振动控制的实验研究”日本机械工程学会北陆信越学生会第29届毕业研究发表演讲论文集151-152(2000)。
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- 资助金额:
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$ 1.6万 - 项目类别:
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