列車懸掛系統(tǒng)的性能監(jiān)測(cè).pdf

1、作為保障列車安全運(yùn)行的衛(wèi)士，懸掛系統(tǒng)的性能監(jiān)測(cè)技術(shù)近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注。它定量分析懸掛系統(tǒng)的性能，從而為列車的性能維護(hù)和預(yù)檢修提供參考。這不僅提高了列車的穩(wěn)定性和安全性，還降低了列車的運(yùn)營(yíng)成本。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)往往是總體性的，不能很好地反映出某個(gè)元件的性能。而近年來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的進(jìn)步為該技術(shù)的發(fā)展帶了新的契機(jī)，新提出的監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)性好，精度高，能直觀地反映各個(gè)元件的性能，更加適應(yīng)現(xiàn)代鐵路部門的需求。本文分別從橫向懸掛系統(tǒng)和垂向

2、懸掛系統(tǒng)出發(fā)，利用車載傳感器測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，提出了監(jiān)測(cè)列車懸掛系統(tǒng)性能的方法。具體內(nèi)容包括:
　?、俳榻B了列車懸掛系統(tǒng)的定義與分類，從列車脫軌事故報(bào)告出發(fā)分析性能監(jiān)測(cè)的必要性，并闡述了懸掛系統(tǒng)的故障原因和故障類型。同時(shí)，從車載傳感器技術(shù)出發(fā)，描述了國(guó)內(nèi)外性能監(jiān)測(cè)方法的發(fā)展現(xiàn)狀。
　　②介紹了軌道不平順信號(hào)的概念和組成，分別利用白噪聲濾波法和基于頻譜采樣的三角級(jí)數(shù)法模擬了軌道高低不平順信號(hào)。在分析列車的運(yùn)動(dòng)模態(tài)后，分別建立了垂

3、向懸掛系統(tǒng)和橫向懸掛系統(tǒng)的模型，為進(jìn)一步分析彈簧和阻尼器的性能監(jiān)測(cè)方法打下基礎(chǔ)。
　?、蹫榱吮O(jiān)測(cè)二系橫向懸掛系統(tǒng)的性能，從七自由度模型出發(fā)，先利用車載傳感器測(cè)得轉(zhuǎn)向架和車體的加速度，再運(yùn)用基于FFT變換和頻域計(jì)算的方法分別得到轉(zhuǎn)向架和車廂的速度，最后結(jié)合最小二乘法的原理計(jì)算得到彈簧的剛度和阻尼器的阻尼系數(shù)。而對(duì)于采用天棚阻尼控制的二系懸掛系統(tǒng)，先用同樣方法估計(jì)出轉(zhuǎn)向架和車廂的速度，再利用阻尼器輸出可測(cè)的特點(diǎn)篩選出輸出不為0的那些時(shí)

4、間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后結(jié)合最小二乘法計(jì)算得到懸掛系統(tǒng)性能參數(shù)大小。
　?、軇?chuàng)新性地提出了一種基于互相關(guān)的垂向懸掛系統(tǒng)性能監(jiān)測(cè)方法。從列車垂向懸掛系統(tǒng)的機(jī)理模型出發(fā)，先根據(jù)故障特點(diǎn)確定了兩個(gè)性能指標(biāo)作為研究的切入點(diǎn)。突破了傳統(tǒng)互相關(guān)方法的瓶頸，從理論上推導(dǎo)了互相關(guān)方法的表達(dá)式，使互相關(guān)從定性分析方法躍變?yōu)槎糠治龇椒āＨ缓?，?duì)于軌道的高低不平順信號(hào)難以直接精確測(cè)量的技術(shù)難題，本章又提出了改進(jìn)后的互相關(guān)方法，從理論上完整地闡述了監(jiān)測(cè)彈簧

5、剛度和阻尼器的阻尼系數(shù)的過(guò)程。而仿真研究也驗(yàn)證了改進(jìn)后的互相關(guān)方法對(duì)于定量分析懸掛系統(tǒng)性能參數(shù)的有效性。
　　⑤對(duì)于垂向懸掛系統(tǒng)，本章提出了一種基于模擬濾波的性能監(jiān)測(cè)方法。先對(duì)懸掛系統(tǒng)的模型求兩次導(dǎo)數(shù)并做拉普拉斯變換，再引入模擬濾波器從而得到新的模型方程，然后選擇合適的方法估計(jì)性能參數(shù)。具體的實(shí)現(xiàn)步驟是，首先利用車載傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)向架的加速度和轉(zhuǎn)角加速度，經(jīng)過(guò)零階保持器后獲得連續(xù)信號(hào)。其次，設(shè)計(jì)合適的模擬濾波器處理該信號(hào)，并以相同周