高速列车弓网接触力的主动控制-论文.pdf

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1、高速列车弓网接触力的主动控制YoshitakaYAMASHITA，等(日)19文章编号：1002—7610(2014)03—0019-06高速列车弓网接触力的主动控制YoshitakaYAMASHITA，等(日)摘要：介绍了对受电弓用两种主动控制技术来抑制高速列车弓网接触力波动的方法。一种是采用接触力作为控制器反馈信号的受电弓PID主动控制，另一种是采用弓架位移作为反馈信号的阻抗控制。就降低接触力波动而言，认为阻抗控制优于PID控制。关键词：高速列车；受电弓；接触力；控制；日本中图分类号：U270．381文献标志码：BActiveControlofContactForcebetween

2、PantographandCatenaryforHigh—SpeedTrainsYoshitakaYAMASHITA。eta1．(Japan)Abstract：Describedarethemethodsforsuppressingthecontactforcefluctuationbetweenpantagraphandcatenaryforhigh—speedtrainsusingpantagraphsequippedwithtwotypesofactivecontroltechnology．OneisPIDactivepantographcontrol，whichutilizes

3、thecontactforceasafeedbacksignaltOthecontroller．Theotheristheimpedancecontrol，whichemploystheframedisplacementasafeedbacksigna1．ImpedancecontrolisdeemedtOoutperformPIDcontrolintermsofthereductionincontactforcefluctuation．Keywords：high—speedtrain；pantograph；contactforce；control；Japan和载流量，就会使各余下的构

4、件较之前大和／或重，因1概述此，低噪声受电弓的总重可减轻多少就有一个限度。接触网通过与受电弓接触为铁道车辆供电。受电此外，为获得高集电性能，低噪声受电弓采用长行程弹弓的提升机构为弓头提供向上的力，使之与接触网接簧，这对降低空气动力噪声不利，因为罩住长行程弹簧触。在静止状态下，弓网接触力与提升机构给出的力需要更长的罩壳，这又会形成一个新的噪声源。相等。然而，当受电弓沿接触网运行时，由于受空气动如上所述，即使在一般情况下，也难以使受电弓同力、接触网波动的传播与反射、接触网系统的动力特性时满足高集电性能和低噪声排放的要求，在未经历过随位置变化的影响，接触力会产生波动。接触力过大，的更高速度的

5、情况下，更难实现这些目标。鉴于将来会损伤受电弓和接触网，在最恶劣的情况下还可能造的需求，作者正致力于将主动控制技术作为抑制接触成接触导线折断的严重事故。另一方面，如果施加的力波动的一种有效方法应用于受电弓。本文介绍了基力太小，受电弓和接触网容易脱离接触，也叫离线。离于两种不同控制定律的降低弓网接触力波动的主动控线要么因电弧放电对受电弓和接触网造成电损伤，要制方法。么导致接触网向车辆供电中断。因此，应尽可能减小2使用主动控制技术降低受电弓接触力波动接触力波动。通过受电弓部件使用轻质材料，基本上可使高速时受电弓的接触力波动处于最小。此外，众2．1主动受电弓所周知，采用长行程的弓头弹簧可确保

6、获得更好的接为将主动控制技术用于受电弓，本研究中，与提升触性能。机构平行安装了一个气缸。与其他作动器相比，气缸日本的噪声限制法规极为苛刻，因此，日本高速列通常反应速度慢，然而，更重要的是电隔离而不是反应车使用的受电弓满足低噪声要求也是极为重要的。实速度。图1为装有气缸的受电弓。这种受电弓用于新施了通过减少暴露在气流中的受电弓构件数量降低噪干线列车，具有低噪声特性。图2为图1所示受电弓声的降噪策略。减少构件数量同时又不损失机械强度的动力学模型。分析时，受电弓常用双质点或三质点收稿日期：2013-03—04的动力学模型表示。．表示接触力。集中质量m和20国外铁道车辆第51卷第3期2014年

7、5月对应于弓头和铰接架(上弓架和下弓架的总称)。提电流成正比。升机构给受电弓施加向上的恒力P。。连接两个质量的2．2PID控制弹簧元件k。对应于弓头弹簧。采用阻尼元件C来考虑在图1所示的弓头上安装加速度计并布置应变能量损耗。另一个阻尼元件C对应于与提升机构平行片，可通过测量传感器输出的加权总数测定接触力。直安装的受电弓阻尼器。在该动力学模型中，作动器简单接将测定的接触力输入到PID控制器。PID控制器计表示为力^。该模型的运动方程用下式表示：算