基于磁流液变阻尼器的列车半主动控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及列车检测控制领域。更具体地，设及一种基于磁流液变阻尼器的列车 半主动控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国高速铁路和城市轨道交通系统的快速发展，列车的运行速度不断提高。 提速后的列车已暴露出一些新的动力学性能问题，一些线路的等级差异较大且受条件限制 不易改造，已很难适应列车进一步提速要求。另外，依靠保持高水准的轨道等基础设施来抑 制振动需要巨额的费用。面对列车与线路的振动、冲击和动态载荷不断增大引起的矛盾，轨 道车辆动力学应从确保运营安全和平稳运行方面着手，W实现提高抗疲劳强度、减少磨损、 延长寿命，降低维护费用。
[0003] 传统轨道车辆的转向架悬挂系统由弹性元件和阻尼元件组成，为被动悬挂方式， 能够提供轨道车辆自转向和曲线通过能力。然而传统转向架随着列车运行速度的提高会导 致蛇形运动失稳现象。传统的轨道车辆通过纵向连接的弹黃、阻尼器等原件提供一定的刚 度来克服蛇形运动失稳现象。但是运种被动悬挂系统是W损失曲线通过能力和显著增加横 向轮轨接触力来实现，运会造成轮轨严重磨损和轮轨接触疲劳加剧。
[0004] 被动悬挂可W在一定程度上满足车辆对动力学性能的要求，但由于被动悬挂的参 数在车辆运行的过程中无法实时调节，难W解决运行线路断面的多样性与悬挂参数单一 性、列车运行速度的不定性与传统悬挂参数的一定性之间的矛盾，因而无法适应列车高速 运行时对动力学性能的更高要求。 阳〇化]与被动悬挂系统对应的是全主动悬挂系统。全主动悬挂系统能根据当前线路与车 辆运行状态，通过主动元件（通常为液压系统）提供主动动作力，W提高车辆的运行平稳 性。但全主动悬挂系统存在需要消耗大量外部能量和系统失效后列车运行性能急剧恶化的 问题。
[0006] 因此，需要提供一种基于磁流液变阻尼器的列车半主动控制方法。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种基于磁流液变阻尼器的列车半主动控制方法，W提升 列车的临界运行速度和列车的曲线通过能力。
[000引为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0009] 一种基于磁流液变阻尼器的列车半主动控制方法，包括如下步骤：
[0010] S1、利用巧螺仪获取列车运行过程中前、后轮对的摇头角速度《"和转向架 的摇头角速度
[0011] S2、对列车运行过程中前、后轮对的摇头角速度《"和转向架的摇头角速度 进行数据处理和运算，获得前、后轮对相对于转向架的相对摇头角速度《ff、
[0012] S3、利用车辆数据总线MVB获取列车运行的相关线路信息；
[0013]S4、根据相关线路信息判断列车运行路段类型，并根据与列车运行路段类型相应 的列车控制策略，通过控制在列车上布设的多个纵向磁流液变阻尼器实现对列车的控制；
[0014] 与列车运行路段类型相应的列车控制策略如下：
[0015] 若列车运行路段为直线段线路，则列车控制策略为：控制分别安装在列车一系悬 挂轮对左前侧、右前侧、左后侧、右后侧轴箱和转向架构架之间的纵向磁流液变阻尼器均保 持电压值U，电压值U根据相关线路信息和磁流液变阻尼器规格参数而设定；
[0016] 若列车运行路段为曲线段线路，则列车控制策略为：
[0017] 当曲线为向右转弯时：
阳〇2引公式中111、112、113、114分别为安装在列车一系悬挂轮对左前侧、右前侧、左后侧、右后 侧轴箱和转向架构架之间的纵向磁流液变阻尼器的控制电压值。
[0024] 优选地，步骤S2进一步包括如下子步骤：
[0025]S2. 1、对列车运行过程中前、后轮对的摇头角速度和转向架的摇头角速 度进行数据预处理；
[0026]S2.2、求得前、后轮对相对于转向架的相对摇头角速度?w-?b、= ?wr-?b〇
[0027] 优选地，步骤S2. 1中数据预处理包括依次进行：电流信号到电压信号的转换、抗 混叠滤波、模拟信号的A/D转换。
[0028] 优选地，步骤S3中相关线路信息包括：线路曲线转弯方向，曲线起止点公里标 a1、a2,曲线半径R。、曲线超局h。。
[0029] 本发明的有益效果如下：
[0030] 本发明所述技术方案可在一定程度上解决轨道车辆直线运行稳定性和曲线通过 能力之间的矛盾，克服了被动悬挂系统悬挂参数不可随运行状况调节的问题，同时有效克 服了全主动悬挂系统需要大量外界能量和主动系统失效后车辆性能急剧恶化的问题。本发 明所述技术方案可W有效提高列车直线运行的稳定性，并提高临界速度，同时改善列车的 曲线通过能力（轮对冲角、轮轨横向力、脱轨系数、磨耗系数减小），实时性强，检测单元简 单，不需要外界能量，仅仅依靠轮对与转向架之间的相互运动产生效果，可靠性强，费用低。
【附图说明】
[0031] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0032] 图1示出基于磁流液变阻尼器的列车半主动控制方法流程图。
[0033] 图2示出在列车上布设传感器和磁流液变阻尼器示意图。
[0034] 图3示出执行步骤S2中数据预处理的信号采集单元示意图。
【具体实施方式】
[0035] 为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说 明。附图中相似的部件W相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具 体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应W此限制本发明的保护范围。
[0036] 如图1所示，本实施例提供的基于磁流液变阻尼器的列车半主动控制方法，包括 如下步骤：
[0037]S1、利用巧螺仪获取列车运行过程中前、后轮对的摇头角速度《"和转向架 的摇头角速度《b，具体过程为：
[0038] 如图2所示，分别利用在转向架前轮、后轮对上安装的