基于磁流变阻尼器的高速动车组半主动悬挂系统时滞影响分析
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摘要
建立了一个基于磁流变阻尼器的高速动车组半主动控制系统模型,用于研究半主动控制系统中的两类时滞——采集时滞和执行时滞对控制效果的影响。该模型包含高速动车组整车模型、磁流变减振器Bouc-Wen修正力学模型、基于神经网络的磁流变阻尼器逆向模型、天棚-加速度阻尼半主动控制器等。其中,半主动控制器用于产生理想控制阻尼力,磁流变阻尼器力学模型用于输出实际阻尼力,逆向模型用于反向求解阻尼器所需的控制电流。由于模型比较复杂,需要采用基于Matlab/Simulink环境的ADAMS-Matlab联合仿真方法进行运算。该模型详细考虑了磁流变阻尼器的非线性滞回特性和高速动车组模型的高维、强非线性特性,使系统的响应更加真实可靠。在此模型基础上,提出一种三维投射式分析方法,用于研究上述两类时滞对半主动控制效果的不同影响。经过仿真分析,发现随着模型运行速度的提高,半主动控制系统对时滞的要求也越来越苛刻。相对于普通阻尼器,在考虑时滞的影响时,MR阻尼器具有明显的优势。这表明对高速行驶状况下的车辆模型进行时滞分析以及采用时滞较小的磁流变阻尼器作为半主动控制的实现载体非常有必要。另外,研究发现SH-ADD控制的抗时滞能力要高于SH控制,采用性能优良的半主动控制策略可以大大增加系统允许的最大时滞量,有效提高系统动力学性能。
引文