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基于自适应优化控制的车体垂向加载系统
1
作者
郭璇
赫东海
+3 位作者
张向海
许平
王倩
李成福
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期1424-1432,共9页
为实现轨道车辆车体静强度试验加载过程的自动化、试验中加载力施加的准确和可控,从硬件与软件2个方面协同考虑,设计一种基于自适应优化控制的车体垂向加载系统。首先,在加载系统的硬件设计方面,根据轨道车辆车体结构、载荷布置的特点...
为实现轨道车辆车体静强度试验加载过程的自动化、试验中加载力施加的准确和可控,从硬件与软件2个方面协同考虑,设计一种基于自适应优化控制的车体垂向加载系统。首先,在加载系统的硬件设计方面,根据轨道车辆车体结构、载荷布置的特点和试验工况的要求,进行一种多点液压垂向加载装置的结构设计,包括力学结构设计及其液压系统设计。然后,在硬件设计基础上进行该加载系统的软件设计,使该加载装置的各加载点的加载力实现自适应、最优、闭环控制。作为控制软件设计的基础,首先建立该加载装置的力学模型及其液控系统的数学模型。为了解该加载装置的各个加载点,并寻优各加载点的最优加载力值,设计一种基于遗传算法的加载力解算模块。进而,为了实现该加载系统加载力自适应优化的闭环控制,结合设计的遗传算法加载力解算模块,建立基于PID控制器的加载力自反馈调节机制。最后,通过案例计算表明,该车体垂向加载系统的稳态加载时间仅为2.4 s,实际加载误差仅为0.56%,满足试验的误差要求。本文为轨道车辆车体垂向加载装置加载力准确、可控的实现提供了软硬件解决方案,为多点加载系统各加载点解耦问题的解决提供理论依据,推动了轨道车辆车体静强度试验装备的自动化发展。
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关键词
轨道车辆
车体静强度试验
垂向加载系统
自适应优化控制
力解耦
遗传算法
PID闭环控制
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职称材料
题名
基于自适应优化控制的车体垂向加载系统
1
作者
郭璇
赫东海
张向海
许平
王倩
李成福
机构
中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研究中心
吉林省经济管理干部学院机电工程学院
中南大学交通运输工程学院
出处
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期1424-1432,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51675537)。
文摘
为实现轨道车辆车体静强度试验加载过程的自动化、试验中加载力施加的准确和可控,从硬件与软件2个方面协同考虑,设计一种基于自适应优化控制的车体垂向加载系统。首先,在加载系统的硬件设计方面,根据轨道车辆车体结构、载荷布置的特点和试验工况的要求,进行一种多点液压垂向加载装置的结构设计,包括力学结构设计及其液压系统设计。然后,在硬件设计基础上进行该加载系统的软件设计,使该加载装置的各加载点的加载力实现自适应、最优、闭环控制。作为控制软件设计的基础,首先建立该加载装置的力学模型及其液控系统的数学模型。为了解该加载装置的各个加载点,并寻优各加载点的最优加载力值,设计一种基于遗传算法的加载力解算模块。进而,为了实现该加载系统加载力自适应优化的闭环控制,结合设计的遗传算法加载力解算模块,建立基于PID控制器的加载力自反馈调节机制。最后,通过案例计算表明,该车体垂向加载系统的稳态加载时间仅为2.4 s,实际加载误差仅为0.56%,满足试验的误差要求。本文为轨道车辆车体垂向加载装置加载力准确、可控的实现提供了软硬件解决方案,为多点加载系统各加载点解耦问题的解决提供理论依据,推动了轨道车辆车体静强度试验装备的自动化发展。
关键词
轨道车辆
车体静强度试验
垂向加载系统
自适应优化控制
力解耦
遗传算法
PID闭环控制
Keywords
rail vehicles
car body static strength test
vertical loading system
adaptive optimization control
force decoupling
genetic algorithm
PID closed-loop control
分类号
U270.14 [机械工程—车辆工程]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于自适应优化控制的车体垂向加载系统
郭璇
赫东海
张向海
许平
王倩
李成福
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
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