超导电动磁悬浮列车主动悬挂优化与缩比验证

2025-05-16 30 1.27M 0

  针对超高速低真空管道电动悬浮列车1000km/h运行场景下边界条件复杂多变、轨道激励频率分布随速度显著变化等问题,基于某型超导电动悬浮方案建立了15自由度横垂耦合动力学计算模型,并搭建了具备垂向试验能力的缩比整车振动试验台。基于上述工作进行了控制器设计—参数优化—仿真验证—缩比试验验证等一系列研究。首先,面向减小车体振动加速度的目标,结合列车簧上与簧下质量之比较小、磁轨接触关系复杂的动力学参数特性,分别建立了包含天棚控制器和PID控制器的整车动力学模型;随后,以车体观测点处垂向与横向振动加速度rms值为两个目标函数,利用NSGA-II遗传算法对控制器进行了多目标参数优化;依据上述优化结果,在直线运行工况对车辆主动控制效果进行了时域仿真对比验证;最后,利用缩比整车振动试验台在垂向验证了PID控制与天棚控制两种方法的控制效果。研究发现了当前超高速低真空电动悬浮被动悬挂方案无法满足车辆全速域稳定运行要求,在大部分速度下存在平稳性指标超标的情况,并简要分析其存在原因;提出了利用主动控制的方法以提升车辆悬挂系统适应性、改善车辆运行平稳性的方法;仿真与试验结果表明,在合理配置悬挂参数的情况下,使用天棚控制与PID控制均能够有效提升车辆0~1000km/h运行速域下的平稳性指标,多数情况下天棚控制效果优于PID控制效果。



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