第5章　主动控制技术《高速列车网络与控制技术》教学课件

《高速列车网络与控制技术》✩精品课件合集主动控制技术第5章

5.1.1主动控制的基本概念

现有的机车车辆悬挂系统由各种弹性元件和阻尼元件组成，如弹簧、液压减振器。这些元件的工作特点是在衰减振动时并不需要外界提供能量，仅仅是耗散或暂时存储系统内部能量，是一种被动的工作方式，故称为“被动悬挂”。

5.1主动控制的基本原理

5.1主动控制的基本原理5.1.2主动悬挂系统的组成和基本特征

1．组

成

2．基本特征

5.1.3主动控制系统基本原理

5.1主动控制的基本原理

5.1主动控制的基本原理

5.1主动控制的基本原理5.1.4主动控制系统的优缺点

1．优

点

2．缺

点

5.1.5主动控制系统的分类

5.1.6一系悬挂主动控制

5.1主动控制的基本原理

5.1主动控制的基本原理

5.1.7二系悬挂主动控制

二系悬挂系统主要是提高车辆的乘坐舒适性。对于被动悬挂系统来讲，增加乘坐舒适性和减小悬挂系统挠度（deflection）是一对矛盾的问题。增加悬挂系统行程有利于提高乘坐舒适性，但会造成悬挂系统结构设计困难。采用二系悬挂主动控制系统，即可解决乘坐舒适性和悬挂系统的最大挠度之间的矛盾，保证在较小的悬挂系统行程的条件下提高乘坐舒适性。

5.1主动控制的基本原理

5.1主动控制的基本原理对于主动控制技术的工程应用来说，低能耗、低成本、结构简单、可靠性高是主动控制系统能够投入应用的关键。

5.2主动控制和半主动控制5.2.1被动悬挂系统

5.2.2主动悬挂系统

5.2.3半主动悬挂系统

5.2主动控制和半主动控制

5.2主动控制和半主动控制

5.3.1节流型半主动液压减振器

图5.14是日本研制的有级可调的节流型半主动液压减振器，其结构与普通减振器相似，只增加了高速开关阀和一个溢流阀及相应的油路。该可变阻尼减振器的节流孔通过4个高速开关阀并联布置，或开或闭，形成不同节流面积，得到不同阻尼。

5.3半主动减振器的基本原理

5.3半主动减振器的基本原理

5.3半主动减振器的基本原理

5.3.2电流变半主动减振器

电流变液体减振器主要利用电场改变液体的黏度，从而改变减振器的阻尼。由于它具有黏度可调，控制连续、可逆、准确，响应灵敏等优点，可通过控制系统来主动调节阻尼。

5.3半主动减振器的基本原理

5.3.3磁流变半主动减振器

磁流变液（Magnetorheologicalfluids）是1948年由美国工程师Rabinow首先发现的一种可控流体。

5.3半主动减振器的基本原理

5.3半主动减振器的基本原理5.4.1控制理论概述

1．PID控制

2．线性最优控制

3．统计最优控制

4．鲁棒控制

5．预测控制

6．自适应控制

7．神经网络控制

8．模糊控制

5.4控制理论5.4.2控制理论的实例分析

5.4控制理论

5.4控制理论5.5.1概

述

5.5.2天钩控制基本概念

5.5半主动控制技术的应用实例：“蓝箭”动车的二系横向半主动悬挂系统1．垂向天钩控制的基本原理

2．横向垂向天钩控制的基本原理

5.5.3半主动减振器工作原理

1．KAYABA公司半主动减振器结构原理

2．LIEBHERR公司的半主动减振器结构原理

5.5半主动控制技术的应用实例：“蓝箭”动车的二系横向半主动悬挂系统

5.5半主动控制技术的应用实例：“蓝箭”动车的二系横向半主动悬挂系统5.5.4“蓝箭”动车的二系横向半主动悬挂系统的工作原理

1．半主动悬挂系统配置

2．半主动减振器减振力方向的控制

3．半主动减振器减振力幅值的控制

4．失效状态下半主动减振器的工作原理

5．控制系统流程

6.“蓝箭”动车的二系横向半主动悬挂系统试验

5.5半主动控制技术的应用实例：“蓝箭”动车的二系横向半主动悬挂系统

5.5半主动控制技术的应用实例：“蓝箭”动车的二系横向半主动悬挂系统