横向全主动控制减振系统及其中控制器的控制方法技术方案

本发明专利技术实施例提供一种横向全主动控制减振系统及其中控制器的控制方法，该方法包括：进入主动减振模式后，获取车体的运动参数信息和线路信息；基于运动参数信息，采用与线路信息相匹配的控制算法，获取全主动减振器的控制力信号；将控制力信号发送至全主动减振器，以使全主动减振器根据控制力信号产生相应的阻尼力。本发明专利技术实施例通过根据运动参数信息和线路信息产生相应的控制力信号，以使全主动减振器产生相应的阻尼力，充分考虑了不同线路以及车辆的不同运动状态的控制性能，能够在不同运行情况自适应调节全主动减振器的阻尼力，在多种运行情况下均能够解决轨道车辆的晃车现象，提高了车辆的舒适度。

Transverse full active vibration control system and the control method of its controller

【技术实现步骤摘要】
横向全主动控制减振系统及其中控制器的控制方法
本专利技术涉及轨道交通领域，更具体地，涉及一种横向全主动控制减振系统及其中控制器的控制方法。
技术介绍
高速动车组在运行中常常受到轨道激励和横风激励等因素，上述因素会引起高速动车车体共振，从而发生摇头振动、横移振动、上心摆振动和下心摆振动等晃车现象，严重影响动车的舒适度。现有技术中的减振器通常为被动减振器，这种类型的减振器所产生的阻尼力通常是不可调节的，而不同的运行状况下需要不同的阻尼力才能避免晃车，因此现有技术中的被动减振器不能很好的解决晃车现象。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的横向全主动控制减振系统及其中控制器的控制方法。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种横向全主动控制减振系统中控制器的控制方法，该方法包括：进入主动减振模式或半主动减振模式后，获取车体的运动参数信息和线路信息；基于所述运动参数信息，采用与所述线路信息相匹配的控制算法，获取全主动减振器的控制力信号；据所述控制力信号产生相应的阻尼力。根据本专利技术实施例第二方面，提供了一种横向全主动控制减振系统，该系统包括：控制器、全主动减振器和传感器；控制器用于执行上述第一方面提供的横向全主动控制减振系统中控制器的控制方法；全主动减振器设置于车体中心销与构架之间；传感器包括横向振动加速度传感器、垂向振动加速度传感器和位移传感器；其中，横向振动加速度传感器设置于车体的一位端和二位端，横向振动加速度传感器用于测量车体的横向振动加速度；其中，垂向振动加速度传感器设置于空簧附近的车体上，垂向振动加速度传感器用于测量车体的垂向振动加速度；其中，位移传感器内置于全主动减振器中，位移传感器用于采集车体与构架之间的相对位移信息；控制器还包括车体摇头运动求解器、车体侧滚运动求解器、车体横移运动求解器和车体构架相对位移求解器；其中，车体摇头运动求解器用于根据横向振动加速度获得车体摇头加速度；其中，车体侧滚运动求解器用于根据垂向振动加速度获得车体侧滚加速度；其中，车体横移运动求解器用于根据横向振动加速度和垂向振动加速度获得车体横移加速度；其中，车体构架相对位移求解器用于获得车体与构架之间的相对位移信息。根据本专利技术实施例的第三方面，提供了一种轨道车辆，该车辆包括上述第二方面提供的横向全主动控制减振系统。根据本专利技术实施例的第四方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的横向全主动控制减振系统中控制器的控制方法。根据本专利技术实施例的第五方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的横向全主动控制减振系统中控制器的控制方法。本专利技术实施例提供的横向全主动控制减振系统及其中控制器的控制方法，通过根据运动参数信息和线路信息产生相应的控制力信号，以使全主动减振器产生相应的阻尼力，充分考虑了不同线路以及车辆的不同运动状态的控制性能，能够在不同运行情况自适应调节全主动减振器的阻尼力，在多种运行情况下均能够解决轨道车辆的晃车现象，提高了车辆的舒适度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的横向全主动控制减振系统及其中控制器的控制方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的横向全主动控制减振系统的布置图；图3为本专利技术实施例提供的横向全主动控制减振系统的左视图；图4为本专利技术实施例提供的横向全主动控制减振系统的B-B视图；图5为本专利技术另一实施例提供的横向全主动控制减振系统及其中控制器的控制方法的流程示意图；图6为本专利技术实施例提供的电子设备的实体结构示意图。图中，1：全主动减振器；2：全主动减振器；3：全主动减振器；4：全主动减振器；5：中心销；6：中心销；7：构架；8：控制箱；9：横向振动加速度传感器；10：横向振动加速度传感器；11：位移传感器；12：位移传感器；13：位移传感器；14：位移传感器；15：加速度传感器；16：加速度传感器；17：垂向振动加速度传感器；18：垂向振动加速度传感器；19：垂向振动加速度传感器；20：垂向振动加速度传感器。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种横向全主动控制减振系统中控制器的控制方法，该方法可由轨道车辆的横向全主动控制减振系统中的控制器执行。参见图1，该方法包括但不限于如下步骤：步骤101、进入主动减振模式后，获取车体的运动参数信息和线路信息。具体地，横向全主动控制减振系统中的控制器可处于多种控制模式，例如主动减振模式、半主动减振模式和被动减振模式。在控制器进入主动减振模式后，控制器能够获得车体的运动参数信息和线路信息。其中，运动参数信息是能够反映车辆运动情况的参数，例如包括振动参数和加速度参数等，本专利技术实施例对运动参数信息的具体类型不作限定。可通过设置于车体的传感器获得运动参数信息后，由传感器将运动参数信息发送至控制器。线路信息反映车辆所行驶的路线的情况，例如包括线路的曲率、超高、车辆在线路上的位置等信息。线路信息可通过陀螺仪、路面信标或者从系统调取提前测好的线路信息等方式获得。步骤102、基于运动参数信息，采用与线路信息相匹配的控制算法，获取全主动减振器的控制力信号。具体地，在步骤101中获得了运动参数信息和线路信息后，在步骤102中，首先可基于线路信息获得与该线路信息相匹配的控制算法。具体地，当车辆运行在不同类型的线路时，对减振的要求是不同的，从而可预先针对不同的线路为控制器设定不同的工作模式，不同的工作模式对应于不同的控制算法。例如针对车辆行驶在直线轨道时以及行驶在曲线轨道时，可分别设定不同的控制算法。在确定了工作模式后，可采用相应的控制算法，基于运动参数信息求解出全主动减振器的控制力信号。应当说明的是，全主动减振器的数量可以为一个或多个，不同的全主动减振器可设置于车体的不同位置，控制器可以分别为每一个全主动减振器计算出相应的控制力信号。步骤103、将控制力信号发送至全主动减振器，以使全主动减振器根据控制力信号产生相应的阻尼力。具体地，在步骤102中控制器计算出了每个全主动减振器的控制力信号后，将每个控制力信号发送给相对应的全主动减振器，全主动减振器可将控制力信号转换成电磁阀的控制信号，并基于电磁阀的控制信号对电磁阀的开闭进行控制，从而产生相应的阻尼力F＝FA+FB以衰减车体的振动；其中，控制力信号是模拟信号，电磁阀的控制信号是电流信号。本专利技术实施例提供的横向全主动控制减振系统中控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种横向全主动控制减振系统中控制器的控制方法，其特征在于，包括：进入主动减振模式或半主动减振模式后，获取车体的运动参数信息和线路信息；基于所述运动参数信息，采用与所述线路信息相匹配的控制算法，获取全主动减振器的控制力信号；将所述控制力信号发送至所述全主动减振器，以使所述全主动减振器根据所述控制力信号产生相应的阻尼力。

【技术特征摘要】
1.一种横向全主动控制减振系统中控制器的控制方法，其特征在于，包括：进入主动减振模式或半主动减振模式后，获取车体的运动参数信息和线路信息；基于所述运动参数信息，采用与所述线路信息相匹配的控制算法，获取全主动减振器的控制力信号；将所述控制力信号发送至所述全主动减振器，以使所述全主动减振器根据所述控制力信号产生相应的阻尼力。2.根据权利要求1所述的横向全主动控制减振系统中控制器的控制方法，其特征在于，所述运动参数信息包括：车体加速度信息、车体速度信息以及车体与构架之间的相对位移信息；其中，所述车体加速度信息包括：车体摇头加速度、车体侧滚加速度和车体横移加速度；所述车体速度信息包括：车体摇头速度、车体侧滚速度和车体横移速度。3.根据权利要求1所述的横向全主动控制减振系统中控制器的控制方法，其特征在于，所述控制算法通过如下方式确定：若根据所述线路信息判断所述车体在直线轨道行驶，则所述控制算法为天棚主动控制算法或H∞主动控制算法；若根据所述线路信息判断所述车体在曲线轨道行驶，则所述控制算法为第一叠加控制算法或第二叠加控制算法，其中，所述第一叠加控制算法为天棚主动控制算法和车体对中控制HOD的叠加控制算法，所述第二叠加控制算法为H∞主动控制算法和车体对中控制HOD的叠加控制算法。4.根据权利要求3所述的横向全主动控制减振系统中控制器的控制方法，其特征在于，采用与所述线路信息相匹配的控制算法，获取全主动减振器的控制力信号，还包括：若根据所述线路信息判断所述车体在过渡曲线轨道行驶，则关闭控制器。5.根据权利要求1所述的横向全主动控制减振系统中控制器的控制方法，其特征在于，所述进入主动减振模式后，获取车体的运动参数信息和线路信息之前，还包括：若判断获知车体的运行速度大于速度阈值，则进入所述主动减振模式或所述半主动减振模式；否则，进入被动减振模式。6.根据权利要求3所述的横向全主动控制减振系统中控制器的控制方法，其特征在于，采用与所述线路信息相匹配的控制算法，获取全主动减振器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹洪勇，王旭，周平宇，曹晓宁，孔海朋，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37