高速列车悬挂系统连续混合控制策略的设计与仿真分析

廖英英，陈祖晨，刘永强，赵义伟

(1.石家庄铁道大学 省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室，石家庄 050043；2.石家庄铁道大学 土木工程学院，石家庄 050043；3.石家庄铁道大学 交通运输学院，石家庄 050043；4.石家庄铁道大学 机械工程学院，石家庄 050043)

半主动控制以耗能少、结构简单、可靠性高、容易实现等优点而成为振动控制领域的研究热点之一[1-3]，近年来在乘用车的悬架控制中有较多的研究[4-7]。

在半主动控制策略的研究中，天棚阻尼控制、加速度驱动控制等以信号反馈为基础的控制算法应用最为广泛，其最大的特点是不需要模型参数和路面激励方面的先验知识，只需要测量系统的振动响应(位移、速度或加速度信号)即可实现有效控制，因而容易实现且计算速度快、反应迅速[8-10]。

上述几种传统的控制策略大多为开关型控制，对可调式阻尼器的要求比较低，只需要实现开闭即可(如电磁阀式液压阻尼器)，但其控制效果受执行机构性能(反应速度、鲁棒性等)的影响很大，而且在高频范围内控制效果差[11-12]。相比开关型控制，连续型半主动控制的效果更接近理想的天棚阻尼，但需要线性可调的阻尼器(如磁流变阻尼器、电流变阻尼器等)。目前，现有文献对线性连续型控制策略的研究不足，本文在前人研究的基础上，提出一种连续型混合控制策略，可提高半主动控制在中高频区域内的控制效果。

1 车辆动力学模型

图1 铁道车辆1/4横向模型Fig.1 Aquartercar model

模型主要简化了以下方面：①未考虑轮对与钢轨间的接触问题，假设车轮与钢轨始终保持接触，使得轨道激励幅值与轮对横向位移始终方向相同、大小相等；……