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作者：程凯;祁文哲;李德仓;
单位：兰州交通大学机电技术研究所;兰州交通大学机电工程学院;甘肃省物流与运输装备行业技术中心;甘肃省物流及运输装备信息化工程技术研究中心;
摘要：针对横风作用下高速列车车体横向和侧滚角振动加速度过大的问题，提出一种基于粒子群算法(PSO)寻优的高速列车PID主动悬挂控制器，以提升高速列车运行平稳性。首先，基于AR模型，利用平均风指数律和Kaimal脉动风速谱，结合风场空间相关性，模拟得到列车随机风模型；其次，运用多体动力学仿真软件SIMPACK建立50自由度列车多体动力学模型，考虑风荷载和轨道不平顺的影响，创建了较为完善的风-车系统模型；最后，以PID控制理论为基础，针对PID控制方法繁琐且主观性强的缺陷，设计了基于PSO算法寻优的PID主动悬挂控制器。该控制器以列车横向振动量为控制器输入变量，横向控制力为传感器输出变量。通过PSO算法对PID控制参数迭代优化，使主动悬挂处于最优状态。为验证控制器的优越性，将控制器与风-车系统模型进行联合仿真分析。结果表明，车体横向和侧滚角加速度振动能量集中在0～10 Hz,与被动悬挂相比，基于PSO寻优的PID主动悬挂可使车体横向和侧滚角加速度最大值分别降低36.20%和9.82%,车体横向和侧滚角加速度均方根值分别降低40.40%和7.57%,横向平稳性指数减小12.07%。
关键词：高速列车;;横风作用;;风-车模型;;主动悬挂;;PSO寻优;;PID控制;;多体动力学
基金资助：国家自然科学基金项目(72061021)
