基于磁流变阻尼器高速列车主动悬挂控制方法研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________华东交通大学硕士学位论文基于磁流变阻尼器高速列车主动悬挂控制方法研究学位申请人：王凤梅学科专业：仪器科学与技术指导教师：熊国良教授答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人

2、已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。本人签名____________导师签名__________

3、日期___________摘要基于磁流变阻尼器高速列车主动悬挂控制方法研究摘要随着现代生活水平的提高，人们对交通工具提出了越来越高的要求。高速列车以快捷性、舒适性等优点而受到人们的青睐，使其日渐占据运输行业的核心地位。然而，随着速度的提升，列车的振动噪声及运行稳定性日趋严重。目前，针对高速列车的振动问题，基于磁流变阻尼器的主动悬挂控制系统取得了较好的减振效果，但是磁流变阻尼器本身存在滞回现象影响磁流变阻尼器的实时控制效果。因此，本文开展主动悬挂系统的减振控制研究，通过设计模糊PID控制器，减小磁流变阻尼器内部结构执行时滞带来的影响，进而改善列车的运行

4、稳定性和乘坐舒适性。根据磁流变阻尼器的结构特点和工作原理，建立其理论力学模型，运用simulink仿真软件分析其动态工作特性。根据列车振动的主要原因，对引起悬挂振动的轨道不平顺的振动信号进行分析并模拟。在此基础上，建立基于磁流变阻尼器的九自由度列车主动悬挂动力学模型，以车体质心加速度、构架点头角加速度和测滚角加速度三个参变量作为系统的输出，建立状态空间方程并求解状态矩阵。在模糊理论的基础上，结合本文建立的悬挂模型及PID参数整定原则，建立模糊控制规则，通过模糊控制器调节PID参数来减小因轨道不平顺带来的车体振动，因时间滞后对列车性能产生的负面影响。通

5、过Simulink软件建立列车悬挂系统仿真模型，分析了主动悬挂和被动悬挂在不同控制算法下的系统性能以及控制策略对磁流变阻尼器执行时滞的影响，结果表明：主动悬挂系统性能优于被动悬挂，且模糊PID复合控制比任何单一控制方式的效果都要好。在理论和仿真研究的基础上，搭建基于磁流变阻尼器的悬挂系统振动实验台，并设计测试控制系统，开展空载和满载两种工况的实验。在不同的激励信号和控制算法下，通过计算机显示和记录测控系统采集的振动信号，并加以分析试验台的振动响应特性。结果表明，实验结果与理论分析基本一致，实验验证了试验台的减振功能和模糊PID算法的可行性和有效性。关

6、键词：高速列车，主动悬挂，时滞，模糊PID控制IAbstractRESEARCHONCONTROLMETHODOFHIGH-SPEEDTRAINACTIVESUSPENTIONBASEDONMRDAMPERABSTRACTWiththeimprovementofmodernlivingstandard,peoplehaveputforwardhigherandhigherrequesttothetraffictools.Thehighspeedtrainisfavoredbypeopleforitsadvantagessuchasquick,comf

7、ortableandsoon,whichmakeitoccupythecorepositionofthetransportationindustrygradually.However,withtheincreaseofthespeed,thetrainvibrationnoiseandoperationstabilityisbecomingmoreandmoreserious.Atpresent,aimingatthevibrationproblemofhighspeedtrain,theactivesuspensioncontrolsystemba

8、sedonmagneto-rheologicaldamperhasachievedgoodeffectofv