《河北工业科技》模版_word.doc

《《河北工业科技》模版_word.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、文章编号:1008-1534(2015)00-0001-00基于极点配置算法的列车横向半主动悬挂自适应PID控制系统设计金光大，金炜东，李明（西南交通大学电气工程学院，四川成都）摘要：为了使PID控制器具备自适应能力，以适应列车受到外部环境扰动时产生的结构参数变化，使用了增量式数字PID控制器，将PID控制器与极点配置控制算法结合，利用极点配置算法在线实时优化KP，KI，KD参数，设计了自适应极点配置PID控制器，实现了KP，KI，KD参数的自动校正。给出了基于极点配置自适应PID的高速列车半主动悬挂控

2、制系统的设计方案，利用MATLAB-Simulink搭建仿真平台，进行了仿真。仿真结果表明：基于极点配置算法的列车半主动悬挂自适应PID控制系统能够有效降低列车横向振动。关键词：自适应；PID；悬挂系统；控制中图分类号：TP29文献标志码：Adoi:10.7535/hbgykj.2015yxDesignofadaptivePIDcontrolsystemofvehiclelateralsemi-activesuspensionbasedonpoleplacementalgorithmJINGuangda

3、,JINWeidong,LIMing(SchoolofElectricalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu,Sichuan,China)Abstract:InordertoletthePIDcontrollertohavetheability,suitingtochangingstructuralparameterswhenthetrainisinterferedbytheexternalenvironment,incrementaldigi

4、talPIDcontrollerisused.TheadaptivepoleplacementPIDcontrollerisdesignedbycombiningPIDcontrollerandthepoleplacementalgorithmtooptimizetheKP,KIandKDparametersonlineandcorrectthemselvesautomatically.Then,basedonthepoleplacementalgorithmadaptivePIDcontroller,

5、thesemi-activesuspensioncontrolsystemofthehigh-speedtrainsispresented.ThesimulationresultsbyusingMATLAB-Simulinkshowthatlateralvibrationofthetrainiseffectivelyreducedbythesemi-activesuspensionadaptivePIDcontrolsystem.Keywords:adaptive;PID;suspensionsyste

6、m;control列车在国内及国外均是人员出行和货物运输的非常重要且不可或缺的交通工具，由于列车的广泛应用性，对列车运行的稳定性和舒适性提出了较高的要求，而横向振动正是这一问题的关建所在[1-2]。在列车的运行中横向振动幅值的大小与轨道不平顺，牵引力和制动力都有着直接和间接的关系，克服和减小列车的多自由度随机振动一直以来是一个备受关注的问题[3-4]。随着中国铁路运输的发展，列车逐步提高运行速度，这个问题变得更加重要，悬挂系统正是解决该问题的设备与装置。悬挂系统是一系列装置的组合体，包括轮对与构架，构架

7、与车体之间多个弹性元件和阻尼元件，起到减小振动的作用[5-6]。1列车半主动悬挂系统的提出列车的悬挂系统分为被动悬挂，半主动悬挂和全主动悬挂，其中被动悬挂系统通过弹性元件和阻尼元件储存和耗散振动能量，不需要外界提供能源，其参数和性能是不可调节的。同样不需要外界提供能源，但是将被动悬挂中不可调的阻尼原件替换为阻尼值可调节的可变阻尼器，根据不同的路况和外界条件能够实时改变阻尼值，这种悬挂系统称为半主动悬挂[7-10]。将被动悬挂系统中的不可变的弹性原件和阻尼原件替换为可主动产生阻尼力的作动器，这种作动器需要

8、额外提供能源才能工作，根据不同的路况提供给列车不同的阻尼力，已达到最优的减振效果，这种悬挂系统称为全主动悬挂[11]。被动悬挂、半主动悬挂和全主动悬挂系统的示意图如图1所示。图1列车悬挂系统示意图Fig.1Trainsuspensionsystemdiagram由上述的3种悬挂系统的工作原理可知，全主动悬挂由于能够主动提供可控的阻尼力，可达到最优的减振效果，但是全主动悬挂系统需要耗费额外的大量能源，使用价格昂贵的作动器，结构较为复杂，一旦发