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基于预设非奇异终端滑模控制的高速列车速度控制研究 被引量:1
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作者 侯涛 魏建鹏 牛宏侠 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期38-50,共13页
针对高速列车自动驾驶过程中容易受到外部不确定扰动以及速度控制精度低的问题,以预设性能控制理论和非奇异终端滑模控制理论为基础,提出一种基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车自动驾驶的速度控制方法。首先,设... 针对高速列车自动驾驶过程中容易受到外部不确定扰动以及速度控制精度低的问题,以预设性能控制理论和非奇异终端滑模控制理论为基础,提出一种基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车自动驾驶的速度控制方法。首先,设计扩张状态观测器对高速列车运行过程中所受的内部和外部的未知干扰进行估计和补偿;然后,通过采用预设性能函数把系统跟踪误差转换为一个变化误差,并控制变化误差在一定的范围,间接保证了系统跟踪误差始终在预先设定的范围内;其次,设计非奇异终端滑模面和高速列车自动驾驶系统速度控制律,并利用Lyapunov稳定性理论证明系统误差可以在有限时间内收敛于平衡点;最后,结合CRH3型列车参数和郑西高铁中西安北站—渭南北站段(950.620~1010.970km)实际线路数据,分别在没有干扰和有白噪声干扰的情况下对设计的控制系统进行仿真验证。仿真结果表明:基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车控制方法对速度和位移的跟踪精度较自抗扰的控制方法和非奇异终端滑模的控制方法有显著的提高,且对列车受到的干扰能够精确地估计和补偿,实现了对列车的运行期望曲线的高精度跟踪。该研究可以提高高速列车速度控制系统的鲁棒性和控制精度,为高速列车提供一种新的速度控制技术方案。 展开更多
关键词 自动驾驶 预设性能控制 非奇异终端滑模控制 高速列车 扩张状态观测器
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基于区间预测的高速列车无线网络控制时延补偿方法
2
作者 刘洋 李帅 李常贤 《铁道学报》 北大核心 2025年第5期77-88,共12页
为了降低高速列车无线网络控制数据传输时延对列车运行控制稳定性的影响,以搭建的列车无线网络控制实验台采集的时延数据作为试验数据,采用自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)和小波包分解(WPD)对其进行预处理,以降低时延序列的... 为了降低高速列车无线网络控制数据传输时延对列车运行控制稳定性的影响,以搭建的列车无线网络控制实验台采集的时延数据作为试验数据,采用自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)和小波包分解(WPD)对其进行预处理,以降低时延序列的复杂度;利用天鹰算法优化的长短期记忆神经网络(AO-LSTM)对处理后的时延数据进行点预测,并在此基础上,采用非参数核密度估计对时延进行区间预测;通过引入观测器,设计一种改进的自适应滑模控制算法对列车运行进行控制,同时对时延进行补偿。采用Matlab软件对列车运行控制进行仿真,仿真结果表明:在90%和95%置信度下,相较反向传播(BP)和Elman神经网络方法,提出的时延补偿方法的区间平均覆盖率更高;在短时延和长时延干扰下,相比模糊PID控制和反步法控制,对速度跟踪的误差更小。仿真对比分析结果显示,设计的自适应滑模控制器能对数据传输时延进行补偿,并能够对列车运行实现精准控制。 展开更多
关键词 高速列车 无线网络控制 自适应滑模控制 区间预测 时延补偿
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高速列车测量噪声的滑模观测器重构方法
3
作者 何静 赵潇 +1 位作者 刘建华 肖明杰 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期124-130,共7页
针对高速列车系统中存在的传感器测量噪声问题,提出了一种基于滑模观测器的测量噪声重构方法。从高速列车17自由度横向振动的1/2整车模型入手,构造了在测量噪声影响下的列车等效模型,通过定义辅助的状态变量作为输出信号滤波器,将传感... 针对高速列车系统中存在的传感器测量噪声问题,提出了一种基于滑模观测器的测量噪声重构方法。从高速列车17自由度横向振动的1/2整车模型入手,构造了在测量噪声影响下的列车等效模型,通过定义辅助的状态变量作为输出信号滤波器,将传感器的测量噪声等效转换为伪执行器噪声,对新的增广噪声状态空间系统设计了滑模观测器,并根据Lyapunov理论对所设计的系统进行了稳定性证明,同时利用滑模等值原理对测量噪声进行重构。最后通过Matlab/Simulink仿真验证了该方法对突变测量噪声和缓变测量噪声的重构效果,表明了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 高速列车 1/2整车模型 测量噪声重构 滑模观测器
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高速列车精准停车跟踪控制仿真实验设计
4
作者 王青元 周岑 +3 位作者 郭佑星 高枫 冷林 丁菊霞 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第9期69-74,共6页
针对复杂大坡道区段高速列车高效、精准停车问题,研究旨在实现空、电联合制动列车速度与位置双闭环精确跟踪控制目标。考虑制动系统空气制动与电制度分离的特性与响应时滞,建立了制动过程动力学模型,并基于终端滑模控制设计自动停车算... 针对复杂大坡道区段高速列车高效、精准停车问题,研究旨在实现空、电联合制动列车速度与位置双闭环精确跟踪控制目标。考虑制动系统空气制动与电制度分离的特性与响应时滞,建立了制动过程动力学模型,并基于终端滑模控制设计自动停车算法。为应对运行阻力动态时变和执行机构响应的不确定性,算法引入自适应方法,并利用遗传算法整定自适应系数,在保证系统稳定性基础上减小抖振。半实物仿真实验结果表明:相较于传统制动模型,该算法可将列车停车点的终端位置误差控制在10 cm以内;与现有终端滑模控制算法相比,其控制平稳性显著提升。该研究可为高速列车按标停车的算法设计、验证测试及装置部署提供理论与技术支撑。 展开更多
关键词 高速列车 精准停车 空电分离特性 终端滑模控制 参数自适应
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高速列车鲁棒迭代学习速度跟踪控制
5
作者 李中奇 望文铎 +1 位作者 杨辉 唐博伟 《控制工程》 北大核心 2025年第4期614-620,共7页
针对高速列车在运行时易受外部扰动的影响和阻力模型难以描述的问题,提出了一种基于鲁棒迭代学习控制的高速列车自动驾驶控制方法。首先,将滑模控制与迭代学习控制相结合,在迭代学习控制律中加入滑模控制的积分滑模面,利用迭代学习控制... 针对高速列车在运行时易受外部扰动的影响和阻力模型难以描述的问题,提出了一种基于鲁棒迭代学习控制的高速列车自动驾驶控制方法。首先,将滑模控制与迭代学习控制相结合,在迭代学习控制律中加入滑模控制的积分滑模面,利用迭代学习控制减小快速时变的非参数化阻力模型对系统的影响,利用滑模控制保证系统快速响应并具有强鲁棒性,从而在使控制器保持较好跟踪性能的同时,有效提高其收敛性能。然后,基于李雅普诺夫稳定性理论,对此控制方法的稳定性进行分析,保证系统的速度跟踪误差可以在有限时间内收敛。最后,基于CRH380A型动车组进行仿真,仿真结果表明,所提控制方法有效减小了未知阻力模型和外部扰动对系统的影响,使列车能够更平稳地运行。 展开更多
关键词 高速列车 迭代学习 滑模控制 跟踪控制 非参数化模型
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滑动速度对钛合金表面TiB_(2)涂层高温抗铝黏着磨损行为的影响
6
作者 吴彼 高禩洋 +2 位作者 薛伟海 李曙 段德莉 《表面技术》 北大核心 2025年第7期79-85,共7页
目的研究钛合金表面TiB_(2)涂层在高温条件下与工业纯铝之间的黏着磨损行为,重点分析了不同滑动速度对其影响。通过实验探讨TiB_(2)涂层的抗铝黏着磨损规律及其作用机制,为提升涂层的高温耐磨性能提供理论依据。方法采用直流脉冲磁控溅... 目的研究钛合金表面TiB_(2)涂层在高温条件下与工业纯铝之间的黏着磨损行为,重点分析了不同滑动速度对其影响。通过实验探讨TiB_(2)涂层的抗铝黏着磨损规律及其作用机制,为提升涂层的高温耐磨性能提供理论依据。方法采用直流脉冲磁控溅射工艺在TC4钛合金表面制备具有致密结构和优异膜基结合强度的TiB_(2)涂层,使用高温销-盘摩擦磨损试验机,探究滑动速度对钛合金表面TiB_(2)涂层与工业纯铝之间黏着磨损行为的影响,揭示涂层在不同速度条件下的磨损特性及其抗铝黏着性能的变化规律。采用扫描电子显微镜、三维超景深光学显微镜和接触式轮廓仪表征涂层与铝销表面磨痕形貌特征和磨损状态,并对摩擦学系统的铝黏着磨损转移程度进行定量计算。结果在300℃高温下,随滑动速度提高,摩擦因数降低,TiB_(2)涂层磨痕内部的铝黏着转移层形貌发生变化,由连续的岛状丘状片层逐渐转变为分散的颗粒状锚点。同时,铝黏着转移层的平均厚度和覆盖率明显减小,表明滑动速度对铝黏着行为具有显著影响。此外,基于TiB_(2)涂层表面铝黏着转移程度与纯铝销磨损量提出归一化的涂层抗黏着能力系数Ac,其可反映滑动速度对TiB_(2)涂层抗铝黏着转移能力的影响。随滑动速度升高,TiB_(2)涂层将体现出更加优异的抗铝黏着转移特性,抗铝黏着能力系数由0.05 m/s时的0.917降低至0.30 m/s时的0.058。结论300℃高温下TiB_(2)涂层能够抑制铝的黏着转移行为。随滑动速度的升高,工业纯铝销对TiB_(2)涂层表面铝黏着转移层的剪切去除作用增强,因此TiB_(2)涂层表面铝黏着转移程度降低。 展开更多
关键词 TIB2涂层 钛合金 高温摩擦磨损 滑动速度 黏着磨损
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基于终端滑模控制和模糊系统的高速列车轨迹跟踪自适应控制器
7
作者 郭佑星 冯晓云 +2 位作者 张启璇 孙鹏飞 王青元 《铁道学报》 北大核心 2025年第4期33-40,共8页
研究存在模型不确定和外界干扰的高速列车轨迹跟踪控制问题。考虑建模精度与控制成本,建立单坐标系下的列车多体动力学模型。基于终端滑模控制和模型参考自适应控制,设计控制方法实现高速列车速度和位置跟踪控制,并严格证明了控制方法... 研究存在模型不确定和外界干扰的高速列车轨迹跟踪控制问题。考虑建模精度与控制成本,建立单坐标系下的列车多体动力学模型。基于终端滑模控制和模型参考自适应控制,设计控制方法实现高速列车速度和位置跟踪控制,并严格证明了控制方法的稳定性。提出基于控制误差和速度等级的通用模糊规则,调整控制器不连续项系数,在不影响控制效果的同时抑制控制系统的抖振现象。对所提AFTSMC进行两个数值试验,并与相同条件下采用MRAC、PID及普通ATSMC进行对比试验。通过仿真结果分析,证明所提AFTSMC的轨迹跟踪性能和平稳控制效果。 展开更多
关键词 高速列车 轨迹跟踪控制 终端滑模控制 自适应控制 模糊系统 多体动力学系统
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基于LS-DYNA的高速圆柱滚子轴承打滑分析
8
作者 陈勇兴 肖玲斐 +1 位作者 张旺 郭勤涛 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第6期274-279,共6页
为研究面向航空发动机主轴圆柱滚子轴承在高速工作时的打滑问题,通过UG建立圆柱滚子轴承的几何模型,由于轴承在高速下存在剧烈碰撞,遂将轴承各部件柔性处理,基于LS-DYNA的显式动力学算法进行有限元仿真。主要研究轴承内圈转速和径向载... 为研究面向航空发动机主轴圆柱滚子轴承在高速工作时的打滑问题,通过UG建立圆柱滚子轴承的几何模型,由于轴承在高速下存在剧烈碰撞,遂将轴承各部件柔性处理,基于LS-DYNA的显式动力学算法进行有限元仿真。主要研究轴承内圈转速和径向载荷对轴承打滑的影响,通过提取保持架转速在轴承运转周期中的数据来分析轴承打滑情况。结合现有的试验条件,验证了仿真的有效性。根据仿真数据,通过Polynomial多项式法拟合三维曲面,得到了打滑率关于转速、径向载荷的关系,为轴承的使用提供有利的参考。根据仿真分析:在较低的径向载荷下,随着转速增加,保持架打滑率增加明显;在相同的转速下,增加径向载荷能够有效降低保持架打滑率;当径向载荷继续增大,超过某一临界值时,打滑率维持在一个较低水平。 展开更多
关键词 圆柱滚子轴承 打滑率 滚动轴承 高速轴承 显式动力学 有限元分析
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高速列车无线网络自适应滑模容错控制研究 被引量:2
9
作者 刘洋 李帅 李常贤 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期202-211,共10页
为消除高速列车无线网络控制过程中网络时延和执行器故障对控制性能的叠加影响,对高速列车无线网络进行容错控制研究。首先,搭建列车无线网络控制试验台采集时延数据,采用卷积神经网络(CNN)提取时延数据的空间特征,并利用改进粒子群算法... 为消除高速列车无线网络控制过程中网络时延和执行器故障对控制性能的叠加影响,对高速列车无线网络进行容错控制研究。首先,搭建列车无线网络控制试验台采集时延数据,采用卷积神经网络(CNN)提取时延数据的空间特征,并利用改进粒子群算法(IPSO)优化门控循环单元(GRU)以提高预测精度;其次,通过反向传播神经网络(BPNN)学习故障状态下的列车参数,对列车牵引/制动执行器进行健康诊断;最后,设计自适应滑模容错控制器对时延和执行器故障进行补偿。结果表明:与PSO-LSTM预测模型相比,IPSOCNN-GRU模型具有更高的预测精度,其最大、最小和平均预测相对误差分别降低94.15%,17.24%和74.39%;在网络时延和执行器故障条件下,所提模型相较于RBF神经网络和反演控制,其速度跟踪平均绝对误差、均方误差和标准差的值均降低近95%。该模型能够精确地预测网络时延,可确保在各种操作条件下列车的平稳运行。 展开更多
关键词 列车运行控制 高速列车 自适应滑模容错控制 健康诊断 改进的粒子群算法
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圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡性能与参数分析 被引量:2
10
作者 凌贤长 邢文强 +2 位作者 唐亮 卢凡 丛晟亦 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期517-525,共9页
为规避当前施工方法的不足,发展安全、高效和可靠的施工方法。依托东北地区某高速铁路路堑边坡工程,采用适于机械钻孔的圆形抗滑桩代替现行矩形抗滑桩,预制拱形挡土板,本文提出一种新型拱形板-桩墙支挡体系;并构建有限元模型,分析桩长... 为规避当前施工方法的不足,发展安全、高效和可靠的施工方法。依托东北地区某高速铁路路堑边坡工程,采用适于机械钻孔的圆形抗滑桩代替现行矩形抗滑桩,预制拱形挡土板,本文提出一种新型拱形板-桩墙支挡体系;并构建有限元模型,分析桩长、桩径、桩间距以及拱形挡土板矢跨比对新型拱形板-桩墙支挡体系支护性能的影响;揭示不同参数下桩顶水平位移与桩身内力的变化规律。研究结果表明:桩长与桩身弯矩和剪力大小呈正相关关系,与桩顶水平位移呈负相关关系。桩长超过14 m时,其对桩顶水平位移、桩身弯矩和剪力的影响效应明显减弱;随着桩间距增大,桩顶水平位移增大但变化幅度逐渐减小。拱形挡土板矢跨比增大时,桩顶水平位移、桩身弯矩和剪力均减小。影响拱形板-桩墙体系支挡性能的因素依次为桩间距、桩长、桩径和矢跨比。研究结果为圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡体系在实际工程中的应用提供新思路。 展开更多
关键词 高速铁路 路堑边坡 圆形抗滑桩 拱形挡土板 三维数值模型 正交分析 机械钻孔 支护性能
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永磁同步电机宽转速的高阶滑模MRAS控制 被引量:1
11
作者 韩琨 张长征 +1 位作者 袁雷 朱雪松 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第6期70-80,共11页
为抑制基于滑模控制的永磁同步电机系统的抖振现象,提出一种通过高阶滑模控制设计的MRAS无传感器控制策略。通过设置滑模积分环节达到了抑制抖振的目的,表明了高阶滑模控制过程中积分环节的重要性,阐述了非线性滑模控制参数设置思路,相... 为抑制基于滑模控制的永磁同步电机系统的抖振现象,提出一种通过高阶滑模控制设计的MRAS无传感器控制策略。通过设置滑模积分环节达到了抑制抖振的目的,表明了高阶滑模控制过程中积分环节的重要性,阐述了非线性滑模控制参数设置思路,相较于MRAS与SMCMRAS提高了SPMSM在中低速的表现性能。最后,基于MATLAB/Simulink代码自动生成的电机算法测试平台,验证了所设计观测器的有效性。实验结果表明,SPMSM在低速的表现效果良好,零速启动表现良好,高阶滑模控制策略较一阶SMC有效降低了抖振,提高了PI控制的鲁棒性,实现了PMSM的宽速域控制。 展开更多
关键词 MRAS 自动代码生成 抖振 高阶滑模控制 低速控制
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大电流高速滑动电接触界面热量分配过程 被引量:2
12
作者 姚金明 傅强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第17期5497-5507,共11页
大电流高速滑动电接触环境下,多次发射后轨道表面出现铝沉积现象。电枢与铝沉积层在界面热源作用下发生熔化磨损会改变接触状态,严重影响滑动电接触性能。界面热源在电枢和沉积层轨道间的热分配特性是研究界面材料熔化磨损的基础,因此... 大电流高速滑动电接触环境下,多次发射后轨道表面出现铝沉积现象。电枢与铝沉积层在界面热源作用下发生熔化磨损会改变接触状态,严重影响滑动电接触性能。界面热源在电枢和沉积层轨道间的热分配特性是研究界面材料熔化磨损的基础,因此有必要对滑动电接触界面热量分配过程进行研究。该文首先建立了电枢和沉积层轨道热传递模型,获得了电枢和沉积层轨道温度分布方程。根据界面温度连续性,推导热分配控制方程,应用最小二乘估计法优化误差函数,提出了基于最小二乘估计法的界面热分配数值计算模型。基于热分配数值计算模型,研究分析了材料热参数、速度对热分配特性的影响规律,结果表明:材料热参数影响热分配曲线的初始值,速度影响热分配曲线的衰减速率,速度越大热分配随时间衰减越快。最后,通过理论分析探讨了枢轨界面热分配过程的物理机制,理论分析结果与数值计算结果一致。研究成果可以为界面热过程提供更加深入的理解,为界面材料熔化磨损特性的研究提供技术支持。 展开更多
关键词 高速滑动电接触 界面热源 热分配计算模型 最小二乘估计
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高速列车离散径向基函数自适应鲁棒滑模网络控制方法
13
作者 刘勇 张彤 赵科 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第7期43-48,共6页
[目的]为实现列车牵引制动关键系统的可靠控制,同时抑制通信时延对列车控制产生的影响,针对高速列车关键网络系统提出一种离散RBF(径向基函数)自适应鲁棒滑模控制方法。[方法]介绍了高速列车牵引制动网络系统;设计了考虑时延分数项的自... [目的]为实现列车牵引制动关键系统的可靠控制,同时抑制通信时延对列车控制产生的影响,针对高速列车关键网络系统提出一种离散RBF(径向基函数)自适应鲁棒滑模控制方法。[方法]介绍了高速列车牵引制动网络系统;设计了考虑时延分数项的自适应鲁棒滑模控制方法,并对其进行了稳定性分析;在测试平台上利用组态软件对所提离散RBF自适应鲁棒滑模控制方法进行联合仿真分析。[结果及结论]将离散系统中的时延分为整数项和分数项,在充分考虑时延分数项的基础上,推导出离散趋近律下的时延补偿滑模牵引制动力,其中的未知非线性函数利用具有自适应调节特性的RBF神经网络进行精确逼近。为抑制列车运行过程中受到的较强干扰,将基于干扰观测器的滑模牵引制动力融入模型中,以增强其抗干扰性能。所提离散RBF自适应鲁棒滑模控制方法在稳定性能和响应性能方面优于其他控制方法,具有更为理想的时延补偿效果和鲁棒性能。 展开更多
关键词 高速列车 滑模网络控制 RBF神经网络
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基于改进滑模观测器的四旋翼无人机轨迹控制 被引量:6
14
作者 杨洋 苏伟 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第7期20-26,共7页
针对四旋翼无人机在不确定干扰下的轨迹跟踪控制问题,提出一种基于改进滑模观测器的超螺旋控制策略。首先,对传统滑模观测器进行改进并提出快速三阶滑模观测器,该观测器对系统状态和未知干扰的估计更为准确和迅速;然后,在所提观测器的... 针对四旋翼无人机在不确定干扰下的轨迹跟踪控制问题,提出一种基于改进滑模观测器的超螺旋控制策略。首先,对传统滑模观测器进行改进并提出快速三阶滑模观测器,该观测器对系统状态和未知干扰的估计更为准确和迅速;然后,在所提观测器的基础上,结合超螺旋理论和非奇异终端滑模理论,设计基于快速三阶滑模观测器的非奇异超螺旋终端滑模控制器,实现对轨迹的跟踪控制,并基于Lyapunov理论证明了控制器的稳定性;最后,通过仿真实验结果对比证明所提策略的响应速度更快、精度更高。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 轨迹控制 快速三阶滑模观测器 非奇异理论 超螺旋理论 终端滑模控制
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基于扰动补偿的高速列车自适应滑模黏着控制 被引量:1
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作者 曹帅 王嵩 +1 位作者 唐杰萍 何小毛 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期913-923,共11页
列车安全和平稳运行依赖于牵引力的有效发挥,而牵引力的有效发挥受限于轮轨间的黏着状态。为了解决高速列车行驶在低黏着轨面时牵引力不足的问题,考虑到车重、阻力、坡度等参数不易精确获取,设计一种基于扰动补偿的自适应滑模黏着控制... 列车安全和平稳运行依赖于牵引力的有效发挥,而牵引力的有效发挥受限于轮轨间的黏着状态。为了解决高速列车行驶在低黏着轨面时牵引力不足的问题,考虑到车重、阻力、坡度等参数不易精确获取,设计一种基于扰动补偿的自适应滑模黏着控制算法。根据黏着计算模型和简化列车模型,建立高速列车轮轨动力学模型。通过设计动态观测精度更高的鲁棒黏着观测器,以精确获取当前轨面提供的黏着力。在此基础上,针对列车工作在最优黏着点附近时能够获得较大牵引力这一特性,采用梯度观测极值搜索算法获取该点附近的蠕滑速度。同时,设计基于扰动补偿的自适应滑模控制器控制电机输出转矩,使高速列车能够在部分系统参数未知的情况下跟踪极值搜索算法输出的蠕滑速度,从而提高列车牵引力。基于扰动补偿的自适应滑模控制,通过观测补偿系统不确定部分和自适应调节开关增益,减少滑模控制律抖振对黏着控制性能的影响。研究结果表明,基于扰动补偿的自适应滑模黏着控制算法在系统中存在未知参数时,能够控制列车在10 s内到达冰雪轨面最优黏着工作点附近,在1 s内到达潮湿轨面最优黏着工作点附近。此外,相比于传统滑模黏着控制和自适应滑模黏着控制,所提算法控制律抖振更低,并且能够更精确地搜寻和跟踪最优黏着工作点。所提算法可以为实际列车黏着控制算法设计提供参考。 展开更多
关键词 高速列车 黏着观测器 极值搜索 扰动观测器 滑模控制
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基于干扰补偿的高速动车组固定时间控制方法
16
作者 李中奇 陈磊 周靓 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4417-4430,共14页
考虑高速动车组运行时存在的环境干扰、模型参数摄动以及控制器故障等问题,以快速、稳定地跟踪期望速度为控制目标,提出一种基于干扰补偿的全局固定时间积分滑模控制策略。在给出闭环必要的系统假设后,实现了对给定速度的精确跟踪,从而... 考虑高速动车组运行时存在的环境干扰、模型参数摄动以及控制器故障等问题,以快速、稳定地跟踪期望速度为控制目标,提出一种基于干扰补偿的全局固定时间积分滑模控制策略。在给出闭环必要的系统假设后,实现了对给定速度的精确跟踪,从而保证了高速列车的安全平稳运行。通过对高速动车组进行动力学分析,建立了符合其运行规律的多质点非线性模型,然后,针对模型扰动项,设计终端滑模干扰观测器用以削弱扰动,且具有固定时间收敛特性。为保证系统鲁棒性设计固定时间全局积分滑模面,针对传统指数趋近律造成的滑模抖振问题,引入改进的变幂次趋近律消除滑模抖振,最终设计出基于终端滑模干扰观测器的全局积分滑模控制器。应用李亚普洛夫判据证明系统的稳定性和全局固定时间收敛之后,以实验室配备的高速动车组运行仿真平台对该方法进行测试并与传统滑模方法进行对比。仿真结果表明:所提控制方法与传统滑模方法相比,在有外部扰动、系统内部模型摄动以及车辆控制器故障时均表现出较强的抗干扰性和较高的控制精度,具有更好的鲁棒性,且车钩力震荡幅度更小,控制器的输出也更为平滑。在保证高速动车组的安全、准确、平稳运行的同时,提升了旅客的乘车体验。研究结果为进一步提升高速动车组运行安全和保障提供参考价值。 展开更多
关键词 高速动车组 终端滑模干扰观测器 固定时间收敛 全局积分滑模 变幂次趋近律
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高速道岔组装式滑床台板传力特征及服役性能研究
17
作者 易强 王树国 +1 位作者 杨东升 谷永磊 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期131-139,共9页
为探明高速铁路道岔基本轨轨底疲劳伤损原因,开展组装式滑床台板传力特征及服役性能研究。建立转辙器基本轨受力分析模型,研究两点与平面扣压式滑床台板条件下基本轨轨底应力特征,结合基本轨轨底材质疲劳试验与转辙器组装疲劳试验,评估... 为探明高速铁路道岔基本轨轨底疲劳伤损原因,开展组装式滑床台板传力特征及服役性能研究。建立转辙器基本轨受力分析模型,研究两点与平面扣压式滑床台板条件下基本轨轨底应力特征,结合基本轨轨底材质疲劳试验与转辙器组装疲劳试验,评估两点与平面扣压式滑床台板对基本轨服役性能的影响。结果表明:两点扣压式滑床台板使得基本轨轨底形成应力集中,且扣压点对应的轨底下表面以受拉为主;130~190 kN疲劳荷载条件下,两点扣压式滑床台板可使得基本轨轨底最大应力达611.2 MPa,已经超出基本轨轨底疲劳极限,而平面扣压式滑床台板对应的基本轨轨底最大应力为237.5 MPa,相对两点扣压结构降低50%~60%;转辙器结构组装状态对基本轨服役性能影响显著,基本轨轨底应力与尖轨-滑床台接触状态密切相关。 展开更多
关键词 高速道岔 基本轨疲劳 滑床台板 传力特征 疲劳试验
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三峡库区千将坪滑坡高速滑动机制研究 被引量:36
18
作者 肖诗荣 刘德富 胡志宇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期3531-3536,共6页
2003年7月13日,三峡水库初期蓄水至135m高程30d之际,在三峡库区秭归县发生了三峡库区的第一个水库滑坡,滑坡方量达1500万m3,最大滑速达16m/s,最高涌浪达24.5m。滑坡造成10人死亡,14人失踪,摧毁129间民房以及4个工厂,致1200人无家可归。... 2003年7月13日,三峡水库初期蓄水至135m高程30d之际,在三峡库区秭归县发生了三峡库区的第一个水库滑坡,滑坡方量达1500万m3,最大滑速达16m/s,最高涌浪达24.5m。滑坡造成10人死亡,14人失踪,摧毁129间民房以及4个工厂,致1200人无家可归。千将坪滑坡发生后,为了预测三峡库区及世界其它水库工程可能发生的同类高速滑坡,持续数年研究千将坪滑坡的高速滑动机制,通过理论分析及数值模拟,探索了千将坪滑坡的高速滑动机制,认为千将坪滑坡具有孕育高速滑坡的典型结构特征,滑坡滑带的峰残强降差是滑坡高速启动的根本原因,高陡边坡蕴藏的高势能及滑带液化是滑坡加速高速滑动的主要原因。 展开更多
关键词 千将坪滑坡 高速滑动 滑带 抗剪强度 峰残强降差
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高速滑动轴承流固耦合传热及流场分析 被引量:15
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作者 林起崟 魏正英 +1 位作者 唐一平 卢秉恒 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期28-32,58,共6页
通过建立高速滑动轴承的轴瓦-润滑油-轴颈的流固耦合传热系统,将单个传热外边界条件变成内边界,采用计算流体动力学(CFD)方法求解该耦合系统的连续性方程、能量方程和Navier-Stokes方程组,得到耦合系统的温度场、流场和流固界面传热量,... 通过建立高速滑动轴承的轴瓦-润滑油-轴颈的流固耦合传热系统,将单个传热外边界条件变成内边界,采用计算流体动力学(CFD)方法求解该耦合系统的连续性方程、能量方程和Navier-Stokes方程组,得到耦合系统的温度场、流场和流固界面传热量,解决轴瓦、润滑油、轴颈之间的流固界面的温度和换热系数等传热边界条件难以确定的问题。结果表明:高速滑动轴承油膜压力随着供油压力的增加、轴颈转速的提高而增大;随着轴颈转速提高,油膜将发生破裂,提高供油压力可以抑制油膜破裂的发生;提高供油压力、轴颈转速,加剧润滑介质的流动,均能一定程度地降低轴颈的温度;轴瓦与油膜之间的传热大于轴颈与油膜之间的传热,轴颈、轴瓦与润滑介质之间的传热与润滑介质温度相关。 展开更多
关键词 高速滑动轴承 流固耦合传热模拟 计算流体动力学(CFD) 灵敏度分析
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汽车空气阻力系数的二次滑行测量法 被引量:7
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作者 吴诰珪 刘绍辉 +2 位作者 钟声龙 罗玉涛 黄晓昶 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期44-48,共5页
在分析与论述国内外测量汽车空气阻力系数常用试验方法的基础上 ,采用二次滑行试验方法测量汽车空气阻力系数 ,并对实车进行了相应的滑行试验 .通过对试验结果的分析与比较 ,证明了二次滑行法可有效地提高空气阻力系数测量的精度 ,误差... 在分析与论述国内外测量汽车空气阻力系数常用试验方法的基础上 ,采用二次滑行试验方法测量汽车空气阻力系数 ,并对实车进行了相应的滑行试验 .通过对试验结果的分析与比较 ,证明了二次滑行法可有效地提高空气阻力系数测量的精度 ,误差范围控制在 5 %左右 ;同时简化了试验条件 ,缩短了试验路段长度 ,提高了试验可靠度 . 展开更多
关键词 二次滑行法 空气阻力系数 高速滑行 汽车 测量
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