浮置板轨道及其振动控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种浮置板轨道及其振动控制方法和装置。该浮置板轨道的振动控制方法包括：获取浮置板轨道的振动方向；根据振动方向，控制磁流变阻尼器产生与振动方向相反的阻尼力，其中，磁流变阻尼器部署在浮置板轨道上；根据阻尼力和浮置板轨道的结构参数建立动力学模型；根据动力学模型对浮置板轨道进行减振，由于通过在磁流变阻尼器的基础上添加了根据振动方向，控制磁流变阻尼器产生与振动方向相反的阻尼力的控制策略。通过本发明专利技术，达到了有效抑制浮置板轨道的低频减振响应的目的。

【技术实现步骤摘要】
浮置板轨道及其振动控制方法和装置
本专利技术涉及轨道领域，具体而言，涉及一种浮置板轨道及其振动控制方法和装置。
技术介绍
目前，随着城市交通的快速发展，振动噪声问题日益严重，由于地铁的振动噪声对环境和居民生活都带来影响，成为人们关注地铁建设的焦点。为了有效治理地铁振动噪声问题，往往会在轨道结构上采取措施，比如，使用含有各类高分子材料的扣件、轨枕与道床系统等。目前，在城市地铁轨道的结构类型中，减振效果最好的是钢弹簧隔振浮置板轨道结构。近年来，随着新型智能化半主动减振材料(如电流变与磁流变材料等)的不断涌现，减振措施出现了多元化的发展趋势，陆续出现了磁流变阻尼浮置板轨道。磁流变阻尼基本属于库仑阻尼，必须与控制策略相结合，否则容易出现适得其反的效果，比如，增大振动噪声，进而导致浮置板轨道的低频减振效果不好，不能有效抑制浮置板轨道的低频振动响应。针对现有技术中不能有效抑制浮置板轨道的低频振动响应的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种浮置板轨道及其振动控制方法和装置，以至少解决现有技术中不能有效抑制浮置板轨道的低频振动响应的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种浮置板轨道的振动控制方法。该浮置板轨道的振动控制方法包括：获取浮置板轨道的振动方向；根据振动方向，控制磁流变阻尼器产生与振动方向相反的阻尼力，其中，磁流变阻尼器部署在浮置板轨道上；根据阻尼力和浮置板轨道的结构参数建立动力学模型；根据动力学模型对浮置板轨道进行减振处理。进一步地，获取浮置板轨道的振动方向包括：获取浮置板轨道的振动速度；如果振动速度为正数，确定振动方向为向下的第一振动方向；如果振动速度为负数，确定振动方向为向上的第二振动方向；如果振动速度为零，确定浮置板轨道不振动。进一步地，在获取浮置板轨道的振动速度之后，根据振动速度构造符号函数；根据阻尼力和浮置板轨道的结构参数建立动力学模型包括：根据符号函数、阻尼力和浮置板轨道的结构参数建立动力学模型。进一步地，根据符号函数、阻尼力和浮置板轨道的结构参数建立动力学模型包括：获取浮置板轨道的弹簧刚度、垂向振动位移、第一粘滞阻尼系数和垂向振动速度，其中，结构参数包括浮置板轨道的弹簧刚度、垂向振动位移、第一粘滞阻尼系数和垂向振动速度；根据浮置板轨道的弹簧刚度、垂向振动位移、第一粘滞阻尼系数、垂向振动速度、阻尼力和符号函数获取浮置板轨道的隔振器的支点力；获取浮置板轨道的钢轨扣件的刚度、垂向振动位移、第二粘滞阻尼系数和垂向振动速度，其中，结构参数包括钢轨扣件的刚度、垂向振动位移、第二粘滞阻尼系数和垂向振动速度；根据钢轨扣件的刚度、垂向振动位移、第二粘滞阻尼系数和垂向振动速度获取浮置板轨道的钢轨支点反力；根据隔振器的支点力和钢轨支点反力建立动力学模型。进一步地，根据隔振器的支点力和钢轨支点反力建立动力学模型包括：通过如下第一预设公式建立动力学模型，其中，Es用于表示浮置板轨道的弹性模量，Is用于表示浮置板轨道的截面极惯性矩，Zs(xj,t)用于表示浮置板轨道的垂向振动位移，Ms用于表示浮置板轨道的轨道板质量，Ls用于表示浮置板轨道的轨道板长度，Np用于表示钢轨扣件的数量，Frsi(t)用于表示t时刻钢轨支点反力，δ(x-xi)和δ(x-xj)为Dirac函数，Nf用于表示隔振器的数量，Fssj(t)用于表示t时刻隔振器的支点力。进一步地，根据浮置板轨道的弹簧刚度、垂向振动位移、第一粘滞阻尼系数、垂向振动速度、阻尼力和符号函数获取浮置板轨道的隔振器的支点力包括：通过如下第二预设公式获取t时刻隔振器的支点力Fssj(t)：其中，Ksj用于表示第j个隔振器的弹簧刚度，Zs(xj,t)用于表示浮置板轨道的垂向振动位移，Csj用于表示第j个隔振器的第一粘滞阻尼系数，用于表示浮置板轨道的垂向振动速度，Fc用于表示阻尼力，用于表示符号函数。进一步地，根据钢轨扣件的刚度、垂向振动位移、第二粘滞阻尼系数和垂向振动速度获取浮置板轨道的钢轨支点反力包括：通过如下第三预设公式获取t时刻钢轨支点反力Frsi(t)：其中，Kpi用于表示所述浮置板轨道的第i个钢轨扣件的刚度，Zr(xi,t)用于表示所述钢轨扣件的垂向振动位移，Zs(xj,t)用于表示所述浮置板轨道的垂向振动位移，Cpi用于表示所述浮置板轨道的第i个钢轨扣件的所述第二粘滞阻尼系数，用于表示所述钢轨扣件的垂向振动速度，用于表示所述浮置板轨道的垂向振动速度。进一步地，根据动力学模型对浮置板轨道进行减振包括以下至少之一：根据动力学模型对浮置板轨道的振动频率进行调整；根据动力学模型对浮置板轨道的振动位移进行调整；根据动力学模型对浮置板轨道的支点反力进行调整。为了实现上述目的，根据本专利技术的另一方面，还提供了一种浮置板轨道的振动控制。该浮置板轨道的振动控制装置包括：获取单元，用于获取浮置板轨道的振动方向；控制单元，用于根据振动方向，控制磁流变阻尼器产生与振动方向相反的阻尼力，其中，磁流变阻尼器部署在浮置板轨道上；建立单元，用于根据阻尼力和浮置板轨道的结构参数建立动力学模型；减振单元，用于根据动力学模型对浮置板轨道进行减振处理。进一步地，该控制单元包括：第一控制模块，用于在振动方向为向下的第一振动方向时，控制磁流变阻尼器产生向上的第一阻尼力；第二控制模块，用于在振动方向为向上的第二振动方向时，控制磁流变阻尼器产生向下的第二阻尼力；建立单元包括：第一建立模块，用于在振动方向为第一振动方向时，根据第一阻尼力和结构参数建立第一动力学模型；第二建立模块，用于在振动方向为第二振动方向时，根据第二阻尼力和结构参数建立第二动力学模型。进一步地，该获取单元包括：第一获取模块，用于获取浮置板轨道的振动速度；第二确定模块，用于在振动速度为正数时，确定振动方向为向下的第一振动方向；第三确定模块，用于在振动速度为负数时，确定振动方向为向上的第二振动方向；第四确定模块，用于在振动速度为零时，确定浮置板轨道不振动。进一步地，该装置还包括：构造单元，用于在获取浮置板轨道的振动速度之后，根据振动速度构造符号函数；建立单元用于根据符号函数、阻尼力和浮置板轨道的结构参数建立动力学模型。进一步地，该建立单元包括：第二获取模块，用于获取浮置板轨道的弹簧刚度、垂向振动位移、第一粘滞阻尼系数和垂向振动速度，其中，结构参数包括浮置板轨道的弹簧刚度、垂向振动位移、第一粘滞阻尼系数和垂向振动速度；第三获取模块，用于根据浮置板轨道的弹簧刚度、垂向振动位移、第一粘滞阻尼系数、垂向振动速度、阻尼力和符号函数获取浮置板轨道的隔振器的支点力；第四获取模块，用于获取浮置板轨道的钢轨扣件的刚度、垂向振动位移、第二粘滞阻尼系数和垂向振动速度，其中，结构参数包括钢轨扣件的刚度、垂向振动位移、和第二粘滞阻尼系数和垂向振动速度；第五获取模块，用于根据钢轨扣件的刚度、垂向振动位移、第二粘滞阻尼系数和垂向振动速度获取浮置板轨道的钢轨支点反力；第三建立模块，用于根据隔振器的支点力和钢轨支点反力建立动力学模型。通过本专利技术，通过获取浮置板轨道的振动方向；根据振动方向，控制磁流变阻尼器产生与振动方向相反的阻尼力，其中，磁流变阻尼器部署在浮置板轨道上；根据阻尼力和浮置板轨道的结构参数建立动力学模型；根据动力学模型对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浮置板轨道的振动控制方法，其特征在于，包括：获取浮置板轨道的振动方向；根据所述振动方向，控制磁流变阻尼器产生与所述振动方向相反的阻尼力，其中，所述磁流变阻尼器部署在所述浮置板轨道上；根据所述阻尼力和所述浮置板轨道的结构参数建立动力学模型；根据所述动力学模型对所述浮置板轨道进行减振处理。

【技术特征摘要】
1.一种浮置板轨道的振动控制方法，其特征在于，包括：获取浮置板轨道的振动方向；根据所述振动方向，控制磁流变阻尼器产生与所述振动方向相反的阻尼力，其中，所述磁流变阻尼器部署在所述浮置板轨道上；根据所述阻尼力和所述浮置板轨道的结构参数建立动力学模型；根据所述动力学模型对所述浮置板轨道进行减振处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其特征在于，根据所述振动方向控制所述磁流变阻尼器产生与所述振动方向相反的阻尼力包括：如果所述振动方向为向下的第一振动方向，控制所述磁流变阻尼器产生向上的第一阻尼力；如果所述振动方向为向上的第二振动方向，控制所述磁流变阻尼器产生向下的第二阻尼力；根据所述阻尼力和所述浮置板轨道的结构参数建立动力学模型包括：如果所述振动方向为所述第一振动方向，根据所述第一阻尼力和所述结构参数建立第一动力学模型；如果所述振动方向为所述第二振动方向，根据所述第二阻尼力和所述结构参数建立第二动力学模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述浮置板轨道的所述振动方向包括：获取所述浮置板轨道的振动速度；如果所述振动速度为正数，确定所述振动方向为向下的第一振动方向；如果所述振动速度为负数，确定所述振动方向为向上的第二振动方向；如果所述振动速度为零，确定所述浮置板轨道不振动。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在获取所述浮置板轨道的振动速度之后，所述方法还包括：根据所述振动速度构造符号函数；根据所述阻尼力和所述浮置板轨道的结构参数建立所述动力学模型包括：根据所述符号函数、所述阻尼力和所述浮置板轨道的结构参数建立所述动力学模型。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述符号函数、所述阻尼力和所述浮置板轨道的结构参数建立所述动力学模型包括：获取所述浮置板轨道的弹簧刚度、垂向振动位移、第一粘滞阻尼系数和垂向振动速度，其中，所述结构参数包括所述浮置板轨道的弹簧刚度、垂向振动位移、第一粘滞阻尼系数和垂向振动速度；根据所述浮置板轨道的弹簧刚度、垂向振动位移、第一粘滞阻尼系数、垂向振动速度、所述阻尼力和所述符号函数获取所述浮置板轨道的隔振器的支点力；获取所述浮置板轨道的钢轨扣件的刚度、垂向振动位移、第二粘滞阻尼系数和垂向振动速度，其中，所述结构参数包括所述钢轨扣件的刚度、垂向振动位移、第二粘滞阻尼系数和垂向振动速度；根据所述钢轨扣件的刚度、垂向振动位移、第二粘滞阻尼系数和垂向振动速度获取所述浮置板轨道的钢轨支点反力；根据所述隔振器的支点力和所述钢轨支点反力建立所述动力学模型。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述隔振器的支点力和所述钢轨支点反力建立所述动力学模型包括：通过如下第一预设公式建立所述动力学模型，其中，Es用于表示所述浮置板轨道的弹性模量，Is用于表示所述浮置板轨道的截面极惯性矩，Zs(xj,t)用于表示所述浮置板轨道的垂向振动位移，Ms用于表示所述浮置板轨道的轨道板质量，Ls用于表示所述浮置板轨道的轨道板长度，Np用于表示所述钢轨扣件的数量，Frsi(t)用于表示t时刻所述钢轨支点反力，δ(x-xi)和δ(x-xj)为Dirac函数，Nf用于表示所述隔振器的数量，Fssj(t)用于表示t时刻所述隔振器的支点力。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述浮置板轨道的弹簧刚度、垂向振动位移、第一粘滞阻尼系数、垂向振动速度、所述阻尼力和所述符号函数获取所述浮置板轨道的隔振器的支点力包括：通过如下第二预设公式获取t时刻所述隔振器的支点力Fssj(t)：其中，Ksj用于表示第j个所述隔振器的弹簧...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜香刚，肖俊恒，司道林，赵勇，韦凯，王平，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11