[发明专利]机车车辆的振动监控和主动抑振方法

说明书

机车车辆的振动监控和主动抑振方法，其特征在于：采集车辆中油压减振器的振动信号，将采集到振动信号传输到机车控制系统中，在机车控制系统中建立以油压减振器的振动信号为纵坐标、以时间为横坐标的油压减振器振动频谱和以油压减振器的振动信号为纵坐标、以铁路轨道位置为横坐标的铁路轨道路况频谱，对油压减振器振动频谱和铁路轨道路况频谱进行实时监控，并根据实时铁路轨道路况频谱信号控制车辆中相应的阻尼器主动抑振。本发明实现在线检测油压减振器，提高机车车辆控制的主动性和及时性，使阻尼器的抑振阻尼力频普与铁路轨道路况频普的同步形成，实现阻尼器主动抵制机车辆振动，提高机车车辆的运行平稳性。

技术领域

本发明涉及机车车辆的振动监控和主动抑振方法，属于铁路机车车辆减振技术领域。

背景技术

近年来我国铁路技术快速发展，列车不断提速，车辆动力学的研究与控制越来越重要。为保证高速列车运行的安全性与乘坐的舒适性，车辆动力学控制成为主要研究目标。铁路车辆运行过程中产生的振动是通过油压减振器来衰减的，为了最大限度的抑制机车车辆的运行振动，实现对机车车辆运行振动的主动控制，合理设计油压减振器的减振阻尼特性，建立机车车辆运行时油压减振器的振动频普和铁路轨道路况频普是非常必要的。

机车车辆的振动主要是因为铁路轨道的不平顺性产生的，阻尼器产生的阻尼力频普只有与铁路轨道路况频普的波形同步才能起到最佳的抑振效果。目前国内外主动悬挂系统大多数都是先通过传感器检测到机车车辆的振动，再将振动信号转换为控制电液比例阀动作的电信号，而这种检测与转换过程是需要一段时间的，虽然这段时间极短，对于高速列车，阻尼器产生的抑振阻尼力的峰值已经错过了机车车辆的振动峰值，即阻尼器产生的阻尼力滞后于机车车辆的振动，也就是说，阻尼力波形相对机车车辆的振动波形有一个滞后角，滞后角越大，抑振效果越差。正是因为这个原因，限制了主动悬挂系统在我国高速列车上的普遍应用。

发明内容

本发明提供的机车车辆的振动监控和主动抑振方法，对油压减振器振动频谱和铁路轨道路况频谱进行实时监控，实现在线检测油压减振器，及时掌握油压减振器的运行状态，以便在车辆运行过程中根据油压减持器的运行状态及时对车辆的控制进行调整，提高机车车辆控制的主动性和及时性，使阻尼器的抑振阻尼力频普与铁路轨道路况频普的同步形成，实现阻尼器主动抵制机车辆振动，提高机车车辆的运行平稳性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

机车车辆的振动监控和主动抑振方法，其特征在于：采集车辆中油压减振器的振动信号，将采集到振动信号传输到机车控制系统中，在机车控制系统中建立以油压减振器的振动信号为纵坐标、以时间为横坐标的油压减振器振动频谱和以油压减振器的振动信号为纵坐标、以铁路轨道位置为横坐标的铁路轨道路况频谱，对油压减振器振动频谱和铁路轨道路况频谱进行实时监控，并根据实时铁路轨道路况频谱信号控制车辆中相应的阻尼器主动抑振。

优选的，“根据实时铁路轨道路况频谱信号控制车辆中相应的阻尼器主动抑振”是指将实时铁路轨道路况频谱信号作为激励信号源控制车辆中相应的阻尼器产生阻尼力，以主动抑制车辆振动，使车辆运行平稳。

优选的，在机车控制系统中建立以相应的阻尼器产生的阻尼力为纵坐标、以铁路轨道位置为横坐标的抑振阻力尼频谱，对抑振阻尼力频谱进行实时监控，抑振阻尼力频谱的形成与铁路轨道路况频谱的形成同步，实现振动与抑振的同步。

优选的，“将实时铁路轨道路况频谱信号作为激励信号源控制车辆中相应的阻尼器产生阻尼力”具体是指：通过电液比例阀控制阻尼器的阻尼力变化，将实时铁路轨道路况频谱信号作为激励信号源控制电液比例阀的动作，使电液比例阀控制阻器尼产生适应阻尼力。

优选的，“相应的阻尼器”是指与被采集振动信号的油压减振器在车辆上处于同一抑振部位的阻尼器。

优选的，“油压减振器的振动信号”是指：油压减振器在车辆运行过程中的振动位移、速度、加速度，偏摆角、温度和阻尼力。