高速列车转向架振动的主动控制

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1、高速列车转向架振动的主动控制摘要这份报告涉及到主动振动控制设计(AVC)这份报告涉及到主动振动控制设计(AVC)系统整合到主要转向架的德国高速列车(ICE)。本文包含了所有的部分以及AVC系统的发展过程。首先，用传输路径分析器来确定主要途径和在致动器触点上的边界条件。一份详细的有限元分析是基于一个已存在的有限元模型，这个模型作为支持探讨执行机构性能和评价几种作动器的指标。然而,表达式的多种不同的结构的传动装置、错误传感器和监控传感器位置显然不可能进行试验实验,但是在模拟。基于仿真和实验结果控制系统是应用于了一个数字信号处理器(DSP)系统。结构承受的

2、噪音水平是在ICE3和安装在试验台的WU92测量在运行测试时确定的。执行器系统的设计包括特定系统的布局和压电元件的选择。特别是发达国家的放大器驱动器致动器。最后，系统集成到一个轴，在WU92和滚动试验台测量过程中进行测试。1.介绍现代轻量化设计的高速列车导致承担噪声激励下的汽车车身结构的较高风险。轮钢轨接触两个主要的生成进程存在：1.通过轨枕。这种源机制是轮子是不断变化的机械阻抗激励波形的轨道所致。典型的频率是通过频率的所谓轨枕半整数。2.轮谐波。这激励是偏心和车轮的多边形，导致有的整数的频率的色调组件的轮子旋转频率的倍数。也是随机激励主要主导中期和

3、高频制度的轮轨粗糙度引起的。低频率域中音调的组件是有关。由于这种音调的性质一个振动主动控制解决方案是激励的适当的。主动噪声和振动控制(ANVC)系统在这技术方面面临的挑战是用很小的系统驱动很重的转向架（7t)和汽车车身(25t)。这里遵循的方法基于压电致动器的发展。其特点是高力量，可以实现更小的系统相对较低的质量。关于所需的冲程，以及具有处理高容量负荷和高功率放大器系统出现发展困难。此外，执行器系统不得不承受在高速列车的主悬架中发生的高的动态和静态负载。2.任务解释几个主动噪声与振动控制方法可以用于减少列车内产生噪声的结构。我们主要研究转向架系统主悬

4、架的致动器。结构的传输路径的数目减少是这种方法的主要优势。在这种情况下，可以使用转向架的加速度计作为误差传感器。或者可以运用在第二系悬挂系统的执行机构。然而，通过第二系悬挂系统的传输路径通常要复杂得多，所以不能将致动器和相关的所有路径的误差传感器应用。解决方法是利用声学误差传感器在汽车车身按照ASAC[2]的探讨。但是，这需要更高的频率使用大量的麦克风和更加复杂的控制系统并可能时间不同步。致动器主悬架系统中的主要问题包括高冲程和所需的力量。演示使用了（ICE2）转向架原型WU92这一概念的可行性。有关传输路径的详细实验分析激励引入的桥框。定义了两个主

5、要传输路分别是主弹簧阻尼（垂直Z方向）和牵引杆（水平X方向）。与这两个转移类似，取决于频率测量的响应加速级别的路径。这意味着这两个传输路径是同样重要。因此主动隔振已在这两个传输路径（图2.1）中介绍。执行器系统的最终设计基于在BombardierTransportationinSiegen做实验的转向架WU92。激励是50平点的驱动轮的方式完成的。可以设置不同的速度。旋转率速度谐波可以看基本的频率和其在所有三个测量方向的倍数。两边轴箱的加速级别是1g，比较相似的最大值。所有三个空间方向是一致。执行器系统的布局计算基于连接的元素（表2.1）的制造商提供

6、的技术资料。3.高速铁路转向架高速转向架的结构有噪声和振动的新规定。在80HZ左右振动结构的音调频率较低，对乘客产生不便，ICE1就是一个例子。高速运行需要一个非常复杂的悬架系统，其中包括了抗蛇形阻尼器和滚子阻尼器，和补充动态传输路径的风险的特定悬架。因此，主动系统从一开始转向架设计的考虑提供了一种设计选项，不会导致昂贵的设计更改。3.1原型(WU92)WU92转向架是集成到ICE2平台开发的原型。这一事实将我们在两个原型的非常详细的调查访问的特殊地位。一个被安装到BombardierTransportationinSiegen的运输在试验台；第二个

7、是执行器集成输路径分析和有限元模型验证实验平台。此外，有一个有限元模型可用为动态计算而设计，用于模拟问题。此模型所示图3.1连同主要悬浮组件的位置。转向架涵盖大量的梁和栏（特别是为实现偏航旋转摩擦阻尼)，其中大多数由弹性体套管连接。一个双钢卷弹簧和一个主要阻尼器形式，主悬架。第二系悬架的空气弹簧系统集成到一个高速转向架。3.2.系统分析高速转向架的安全要求产生一些AVC系统的限制。主弹簧或其他元件进行静态负载系列中不能有任何活动元素。因此致动器要平行集成到主要的弹簧和牵引杆。3.2.1.传输路径分析。在概述有关结构振动的主要路径中进行传输路径分析。一

8、些主要传输功能与数值的比较在下一节中所示。这些调查的结果是每轮有两个相等的路径：从通过构成的阻尼器和双弹簧的